Tesis materiales (Completa)

PATOLOGÍAS DE LAS ESTRUCTURAS

UNIVERSIDAD DE ORIENTE NÚCLEO ANZOÁTEGUI ESCUELA DE INGENIERIA Y CIENCIAS APLICADAS DEPARTAMENTO DE CIVIL CÁTEDRA: MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN SECCIÓN 02

PATOLOGÍA DE LAS ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO Y METÁLICAS: ORIGEN, DESARROLLO, REPARACIÓN Y MEDICIÓN DE LA RESISTENCIA EN LAS ESTRUCTURAS EXISTENTES

Profesor: Blas Octavio Pinto

Bachilleres: Gamboa, Ricardo C.I.: 20.763.990 Lira, Joselyn C. I.: 21.079.834

Barcelona, Julio de 2011.


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LESIONES PROPIAS DIRECTAS.................... Error: Reference source not found Sustanciales................................................... Error: Reference source not found Corrosión de las Armaduras.......................... Error: Reference source not found CAMBIOS DE COLOR......................................Error: Reference source not found EFLORESCENCIAS..........................................Error: Reference source not found DEPÓSITOS DE POLVO..................................Error: Reference source not found DEPÓSITOS DE CULTIVOS BIOLÓGICOS..... Error: Reference source not found INSPECCIÓN Y CONTROL..............................Error: Reference source not found 1. RECONOCIMIENTO DE LA ESTRUCTURA.......Error: Reference source not found 2. CARACTERIZACIÓN DE LA MASA DE HORMIGÓN...........Error: Reference source not found 3. APROXIMACIONES A LA DURABILIDAD Error: Reference source not found ESTRUCTURAS METALICAS............................. Error: Reference source not found Ventajas............................................................. Error: Reference source not found Acero: tipos y técnicas de conformado.............Error: Reference source not found Elementos constructivos.................................... Error: Reference source not found Soportes.........................................................Error: Reference source not found Vigas y viguetas.............................................Error: Reference source not found Formas trianguladas......................................Error: Reference source not found Tirantes..........................................................Error: Reference source not found Sistemas y técnicas de unión......................... Error: Reference source not found LESIONES DE LAS ESTRUCTURAS METALICAS...Error: Reference source not found LESIONES FORMALES:................................... Error: Reference source not found


DEFORMACIONES EXCESIVAS..................Error: Reference source not found Acciones MECÁNICAS:................................. Error: Reference source not found Cargas externas directas:..............................Error: Reference source not found Cargas indirectas........................................... Error: Reference source not found Cargas reológicas..........................................Error: Reference source not found Desplazamientos de la estructura..................Error: Reference source not found Acciones TÉRMICAS:....................................Error: Reference source not found Roturas...........................................................Error: Reference source not found Erosión........................................................... Error: Reference source not found LESIONES SUSTANCIALES............................Error: Reference source not found Oxidación.......................................................Error: Reference source not found Corrosión........................................................Error: Reference source not found Inspección y control...........................................Error: Reference source not found 1. Aspectos a controlar en las estructuras metálicas .....Error: Reference source not found 2. En obra.......................................................Error: Reference source not found 2.1. Zonas singulares o críticas..................... Error: Reference source not found SUPERVISIÓN DE PROCESOS DE UNION Error: Reference source not found CALIDAD CLASE DE UNIÓN........................ Error: Reference source not found 2.2. Ensayos................................................... Error: Reference source not found REPARACION...................................................Error: Reference source not found Provisional......................................................Error: Reference source not found Definitiva......................................................... Error: Reference source not found CONCLUSIÓN...................................................... Error: Reference source not found


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INTRODUCCION El hormigón es un material pétreo de carácter artificial obtenido del endurecimiento de una mezcla de agua, áridos y un conglomerante, componentes esenciales del hormigón, a los que se les añade con carácter complementario aditivos, adiciones y las armaduras en el caso del hormigón armado. La técnica constructiva del hormigón armado consiste en la utilización de hormigón reforzado con barras o mallas de acero, llamadas armaduras. También es posible armarlo con fibras, tales como fibras plásticas, fibra de vidrio, fibras de acero o combinaciones de barras de acero con fibras dependiendo de los requerimientos a los que estará sometido. El hormigón armado se utiliza en edificios de todo tipo, caminos, puentes, presas, túneles y obras industriales. La utilización de fibras es muy común en la aplicación de hormigón proyectado o shotcrete, especialmente en túneles y obras civiles en general. Las Estructuras Metálicas constituyen un sistema constructivo muy difundido en varios países, cuyo empleo suele crecer en función de la industrialización alcanzada en la región o país donde se utiliza. Se lo elige por sus ventajas en plazos de obra, relación coste de mano de obra, coste de materiales, financiación, etc. Las estructuras metálicas poseen una gran capacidad resistente por el empleo de acero. Esto le confiere la posibilidad de lograr soluciones de gran envergadura, como cubrir grandes luces, cargas importantes. Al ser sus piezas prefabricadas, y con medios de unión de gran flexibilidad, se acortan los plazos de obra significativamente.


La estructura característica es la de entramados con nudos articulados, con vigas simplemente apoyadas o continuas, con complementos singulares de celosía para arriostrar el conjunto. En algunos casos particulares se emplean esquemas de nudos rígidos, pues la reducción de material conlleva un mayor coste unitario y plazos y controles de ejecución más amplios. Las soluciones de nudos rígidos cada vez van empleándose más conforme la tecnificación avanza, y el empleo de tornillería para uniones, combinados a veces con resinas. En el presente trabajo se ampliará los conceptos de estos dos tipos de construcciones, pero basándonos en las enfermedades a las que son propensos y por medio de las cuales pierden sus características iniciales, fundamentales para el óptimo desenvolvimiento de la edificación.


ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO. Cada hormigón pasa por cuatro etapas en función de su endurecimiento o resistencia a lo largo del tiempo y variando con ella sus características, que en parte se calcularon previendo inconvenientes de origen patológico.

ETAPAS DE LA RESISTENCIA DE UN CONCRETO. 1. Fabricación. De la dosificación y amasado de los componentes obtenemos el hormigón fresco, en esta etapa los parámetros que definen sus propiedades y características son su composición, su dosificación y su amasado, así como su densidad y contenido de aire ocluido. 2. Puesta en obra. El hormigón permanece aún fresco y en estado plástico. En esta etapa se debe atender especialmente a sus condiciones de trabajabilidad, como son la docilidad, la consistencia y la fluidez; especial control requiere su homogeneidad y estabilidad en esta etapa, ya que debido a una dosificación, transporte o puesta en obra inadecuados puede dar lugar a los siguientes fenómenos: -Exudación o expulsión de la lechada, esta sube a la parte superior del hormigón o se pierde entre las juntas, y esta ocasionada por una mala dosificación o a un amasado corto. Esta pérdida de lechada provoca un empobrecimiento del hormigón.

Sedimentación


-Sedimentación o decantación, se produce una ordenación de los áridos por el tamaño de sus granos. Se produce en masas muy liquidas o cuya granulometría es inadecuada; es también un fenómeno frecuente en procesos de transporte en recipientes con mucho fondo o en vertidos por caída libre desde alturas superiores a dos metros.

-Segregación, se produce una separación de los áridos gruesos y finos dando lugar a la formación de nidos de grava; es frecuente en hormigones con granulometrías discontinuas y un tamaño máximo de grano elevado, así como consecuencia de una mala puesta en obra. Una variedad de este fenómeno es la retención de los áridos gruesos, debido a las armaduras y a la estrecha separación de estas con los encofrados, provocando que estos actúen como filtro. En esta fase también es importante prestar atención a los tiempos de fraguado, que se pueden ver modificados por las condiciones ambientales. Al final de esta etapa se obtiene un hormigón fraguado. 3. Curado. Se produce un aumento paulatino de la resistencia del hormigón. Durante este endurecimiento del hormigón se producirá el proceso de hidratación que junto con los cuidados a los que se someta al hormigón durante este periodo determinarán sus características. En este proceso el hormigón sufre una retracción debida a la presencia de cemento en su composición, que se puede ver reducida por una adecuada granulometría y una alta proporción de áridos. Esta retracción puede ser de tres tipos: -Retracción hidráulica, en esta retracción se distinguen a su vez tres componentes, una retracción plástica ocasionada por el asentamiento de los áridos ante la pérdida de agua o por una pasta muy aguada y


dependiente de la gravedad; una retracción química producida por la hidratación del cemento y por las fuerzas de cohesión y adhesión, este fenómeno se puede ver compensado por una adecuada granulometría; y una retracción de secado debida a la perdida de agua libre una vez endurecido el hormigón, esta retracción presentara menos importancia cuanto más tarde se produzca, si la superficie está sometida a un secado rápido durante las primeras horas se producirá una figuración denominada afogarado. -Retracción térmica, esta ocasionada por el calentamiento del hormigón y un posterior enfriamiento consecuencia del calor que se desprende durante la hidratación; una refrigeración del hormigón en sus primeras edades evitaría el endurecimiento con un volumen dilatado. -Retracción por carbonatación, está producida por una recristalización de los cristales de CH en CC´. El proceso de curado al que se somete al hormigón es esencial como medio de prevención de una desecación acelerada o prematura que produciría fisuras y retracciones además de dificultar el proceso de hidratación. Este conjunto de cuidados debe ir acorde con el proceso de endurecimiento, de tal forma que permita un control de las tensiones de retracción manteniendo las mismas por debajo de las retracciones de tracción; el aumento de la humedad reduce las retracciones. Este proceso es decisivo en la durabilidad y resistencia que presentara finalmente el hormigón. La climatología, en especial la temperatura y el viento, tienen gran influencia en el proceso. Tras esta fase se obtiene el hormigón endurecido o maduro. 4. Puesta en carga. El hormigón maduro presenta ya sus características definitivas, consecuencia de las fases descritas anteriormente:


- Alcalinidad , proporcionada por su contenido en hidróxido cálcico, esta característica proporciona la pasividad de las armaduras frente a la corrosión, esta propiedad se ve reducida por la paulatina carbonatación del hormigón, que avanza hacia al interior del mismo, la cual se produce por contacto con el aire. -Densidad y porosidad , características determinadas por la dosificación y el tipo de áridos, influyendo también el cemento y los aditivos empleados. Esta porosidad puede dar lugar a la circulación de agua por la red de poros del hormigón, dando lugar a la aparición de eflorescencias tras su evaporación. -Resistencia,

esta característica mecánica viene determinada por la

dosificación del hormigón, el tipo de cemento empleado, así como su grado de hidratación, su maduración y su envejecimiento. -Durabilidad , característica influida por el tipo de cemento y de árido empleado, la dosificación del mismo, la compacidad, y la correcta ejecución de las etapas por las que pasa el hormigón. La durabilidad se ve especialmente afectada por la carbonatación, la agresividad de cloruros y sulfatos, la reactividad de los áridos con los álcalis del cemento y la estabilidad de volumen, la cual ante la presencia de agentes contaminantes internos y externos puede verse afectada.

SISTEMAS CONSTRUCTIVOS El hormigón armado se caracteriza por monolitismo, dando lugar a enlaces de carácter hiperestático, lo que le confiere gran seguridad frente a sismos y efectos dinámicos. En la ejecución de las estructuras de hormigón armado se ha de prestar una especial atención a la colocación de las armaduras, controlando que estas


posean un recubrimiento suficiente y que las longitudes de anclaje en los nudos sean las adecuadas. Su adaptabilidad a las distintas formas permite la realización de distintos tipos de estructuras. Para llegar a concebir la estructura más adecuada para cada caso es necesario conocer las condiciones generales que rigen cada tipo. La estructura más idónea es en cada caso la que resista por sí sola la actuación de las cargas transmitiéndolas al terreno de la manera más adecuada, con el mínimo consumo de material y provocando en la estructura el menor cansancio. Las diferentes formas estructurales más utilizadas que ha adoptado el hormigón en la edificación, son:

Estructuras porticadas Se trata de una de las soluciones estructurales más frecuentes debido a su sencillez constructiva, su continuidad y la rigidez en sus nudos; se distinguen tres soluciones: -Estructura porticada en sentido longitudinal , debido a la libertad que permite en planta se trata de la solución más habitual en hormigón armado. La alineación de los pilares en el sentido longitudinal le confiere estabilidad en este sentido, sin embargo hay que prestar atención a la consecución de dicha estabilidad en su sentido contrario, que se conseguirá empleando pilares de gran inercia en su sentido transversal o a través del empotramiento del forjado en la viga. -Estructura porticada en sentido transversal , solución extendida debida a su libertad en fachada, permitiendo gran libertad en la ubicación de los pilares en su sentido transversal, el esquema más frecuente para este tipo de estructuras es el pórtico simétrico con voladizos. La rigidez de sus nudos es lo que confiere estabilidad a la estructura frente a esfuerzos transversales,


mientras que ante esfuerzos longitudinales es necesario, como se ha comentado para el caso anterior, el empotramiento de los forjados para proporcionar la estabilidad requerida. -Estructuras reticulares, se obtiene a través de la definición de cuadriculas, tanto en planta como en alzado, dando lugar a un esqueleto estable si necesidad de la colaboración de los forjados. Los esfuerzos en ambas direcciones son absorbidos por la rigidez de los nudos y de la inercia de los pilares.

Estructuras trianguladas No constituyen una solución adecuada para este material debido a la fragilidad de estas piezas ante la fisuración a pesar de la rigidez de sus nudos y de ser hiperestáticas y continuas. A pesar de esto se emplean en edificación industrial y en la edificación urbana en menor medida.

Edificios en altura El uso del hormigón en este tipo de edificaciones se ha producido gracias al avance técnico que ha caracterizado la evolución del hormigón. Este tipo de estructuras se caracteriza por su comportamiento tipo ménsula debido al predominio de las acciones horizontales frente a las verticales. Para su aplicación en este tipo de construcciones se debía conseguir la continuidad entre los elementos lineales, superficiales y espaciales; lo que fomenta el uso de muros y forjados como forma estructural.

Estructuras laminares Basan su creación en dos características básicas del hormigón armado que permiten dar a la estructura la forma más adecuada a los esfuerzos a los que esta sometida reduciendo considerablemente los espesores, estas son la capacidad de


adaptación del hormigón a formas muy variadas y la mejora de la resistencia del mismo a través de la incorporación de las armaduras. La reducción de peso propio que se produce permite una gran libertad formal que amplía su campo de aplicación.

SOLICITACIONES TÍPICAS Las estructuras de hormigón se encuentran sometidas a solicitaciones de diversos orígenes. La determinación de la procedencia de esta solicitación es fundamental para la determinación de las lesiones y su posible evolución, ya que las mismas causas producen siempre los mismos defectos. Las solicitaciones se pueden clasificar, según su procedencia, en los siguientes grupos: -Agresiones biológicas -Agresiones físicas y mecánicas -Agresiones químicas

Agresiones biológicas Aunque son poco frecuente en la edificación el hormigón se puede ver sometido a agresiones biológicas, en especial ante superficies húmedas que pueden facilitar el alojo de determinados cultivos, en especial algas. Además, al igual que sucede frente a los agentes químicos, debido a la presencia de acero en su composición se ve afectado también por aquellas bacterias que intensifican con su actividad los procesos de corrosión.

Agresiones físicas y mecánicas Son las agresiones más frecuentes a las que se encuentra sometido el hormigón. Las de origen físico no son solo debido a causas externas, como


sucede con las mecánicas, sino que pueden venir provocadas por causas interiores, ya que en el proceso de elaboración del material se encuentra sometido a cambios de temperatura generados durante su hidratación, y además durante toda su producción, hasta su puesta en carga, el material se encuentra en presencia de agua, necesaria para el proceso de hidratación citado anteriormente.

Agresiones electroquímicas Estas suelen ser de lento desarrollo. Los agentes químicos más habituales en el hormigón son los sulfatos, los cloruros, los carbonatos y los ácidos, entre otros; estos agentes provocan la corrosión del hormigón provocando graves daños estructurales y afectan la durabilidad del hormigón. El ataque de estos agentes se puede producir sobre el cemento o sobre los áridos. Estos agentes químicos también pueden afectar a las armaduras, provocando su oxidación o corrosión. Este efecto se ve influido por las fisuraciones o por la pérdida de alcalinidad del hormigón, ya que este protege a las armaduras frente a su corrosión.

LESIONES PROPIAS DIRECTAS Formales

Fisuración Como hemos podido observar en el desarrollo del primer apartado las lesiones más características que presenta el hormigón son las fisuras. Las solicitaciones más habituales que provocaran esta fisuración del material serán las provocadas por el comportamiento del propio material durante su elaboración o por acciones externas. La fisuración se trata de una rotura en la masa del hormigón que se manifiesta exteriormente con un desarrollo lineal. La fisuración se produce siempre que la tensión, generalmente de tracción, a la que se encuentra sometido el material sobrepasa su resistencia última.


En todas las construcciones en las que interviene el hormigón pueden aparecer fisuras que pueden manifestarse al cabo de años, de semanas, de días, o solamente de horas y que pueden estar motivadas por causas múltiples, unas veces actuando en solitario y otras asociadas a otros fenómenos.

Para su identificación deberemos atender a las características de las mismas, las más relevantes a la hora de identificar las mismas son: •

Geometría, será importante determinar el trazado, la anchura y profundidad de la fisura, así como si se encuentra ligada a las armaduras o la relación que posee con la geometría del elemento. Será también importante para determinar la posible afectación a las armaduras, en caso de que se encuentren ligadas a estas, saber si se trata de una fisura activa o pasiva.

•

Trazado, será necesario conocer si se trata de una fisura intergranular, transgranular o mixto, y la proporción de granos que han sido atravesados o rodeados. Habrá que especificar también si se trata de una fisura sucia o limpia.

•

Aparición, se trata de un factor determinante a la hora de establecer las causas y mecanismos de deterioro y el tipo de lesión. Será necesario definir


en cuál de las etapas descritas con anterioridad se ha producido la fisura, y si fuera posible se debería especificar día y hora de la primera aparición. •

Evolución, para determinar el alcance y poder realizar un pronóstico sobre el alcance que puede tener la lesión será necesario establecer si se trata de una fisura de tipo activo o pasivo, así como determinar la rapidez en su evolución y sus variaciones de anchura y de longitud.

•

Ubicación, el estudio del tipo de elemento en el que aparece, la orientación del mismo y la comparación de este con elementos análogos puede ser determinante a la hora de determinar el origen de la lesión y establecer una hipótesis de su evolución, que ayudara a determinar la reparación.

•

Origen, la determinación de las causas será necesario para la determinación de algunas de las características anteriores como su evolución, aunque también se podrá proceder a la inversa y tras un estudio de las características citadas determinar el origen del agente causante de la lesión (ambiente exterior, mecánico, físico o químico).

La determinación de las causas que han provocado las fisuras es importante como medida previa a la reparación. Las fisuras pueden ser la vía por la cual pueden entrar al hormigón, principalmente, los agentes agresivos de tipo químico. No hay que pensar, que las estructuras fisuradas de hormigón son siempre peligrosas, lo que importa conocer es el tipo de elemento estructural en que han aparecido y la naturaleza de las fisuras. Éstas son especialmente peligrosas cuando sobrepasan determinados espesores y cuando están en determinados ambientes. Si tenemos en cuenta el momento en el que aparecen en el hormigón, distinguimos fisuras que se manifiestan en estado plástico y las que tienen lugar en el endurecido.


En todo proceso de fisuración se pueden observar dos etapas: una microfisuración inicial y una macrofisuración posterior. Las microfisuras no son apreciables a simple vista pues, en general, no aparecen al exterior sino para convertirse en macrofisuras que son las que podemos llegar a evaluar. Se consideran microfisuras las fisuras en las que el espesor es inferior a 0,05 mm. También podemos clasificar las fisuras en función del movimiento que admitan diferenciando entre: fisuras estabilizadas o muertas en las que se llega a una abertura determinada y el proceso queda parado como ocurre, por ejemplo, en un proceso de retracción hidráulica; las fisuras en movimiento, aquellas en las que la fisuración continúa normalmente con una velocidad decreciente hasta llegar a la estabilización y, las fisuras vivas en las que la abertura es variable de acuerdo con la temperatura, con solicitaciones dinámicas, etc. Así mismo, las fisuras también pueden ser catalogadas como fisuras estructurales y fisuras no estructurales. Las fisuras estructurales son las debidas al alargamiento de las armaduras o a las excesivas tensiones de tracción o compresión producidas en el hormigón por los esfuerzos derivados de la aplicación de las acciones exteriores o de deformaciones impuestas. Las fisuras no estructurales son las producidas en el hormigón, bien durante su estado plástico, bien después de su endurecimiento, pero generadas por causas intrínsecas, es decir, debidas al comportamiento de sus materiales constituyentes (asiento plástico, retracción plástica, contracción térmica inicial, retracción hidráulica, afogarado…)

Fisuras de Retracción Hidraulica Fisuras de Retracción Plástica. Afogarado Son características del hormigón fresco y son producidos por la tensión capilar en los poros llenos de agua apareciendo como consecuencia de un retraso en

el

curado

o

protección

del

hormigón

(exudación).

Se

produce


fundamentalmente entre la primera hora y las seis horas a partir de su vertido, aunque a veces pueden incluso aparecer al día siguiente. Tienen una gran importancia en aquellos elementos estructurales en los cuales prevalece la superficie sobre el volumen (losas) y en especial cuando hay una pérdida rápida de agua causada por tiempo seco, viento o altas temperaturas. La fisuración se facilita si existen cerca de la superficie armaduras o áridos gruesos que impidan la deformación del hormigón. La aparición de estas fisuras es más frecuente en tiempo seco, soleado y sobre todo con viento, aunque las temperaturas no sean altas, por lo que pueden aparecer también en tiempo frío e incluso húmedo si existe viento. Las fisuras de retracción plástica suelen ser superficiales con aberturas que oscilan entre 2 y 3 mm y van decreciendo conforme van profundizando en la pieza. También es habitual que lleguen a atravesar el espesor de las losas, a diferencia de las fisuras de asentamiento plástico. Este tipo de fisuras son muy frecuentes en las losas de hormigón y pueden mostrarse, por lo general, de las siguientes maneras: pueden seguir líneas paralelas diagonales, aproximadamente a 45º con las esquinas, con distancias entre ellas comprendida entre los 20 centímetros y los 2 metros; presentarse a modo de crestas onduladas, o siguiendo un patrón indeterminado formando generalmente una especie de malla. También es común que sigan el recorrido de las armaduras o de alguna cualidad física de la pieza, como por ejemplo un cambio de sección o una interrupción en el hormigonado. Las fisuras de afogarado (o fisuras en mapa) son un tipo de retracción plástica superficial intensa. Son siempre superficiales y generalmente de menos de 1 cm. de profundidad y de 0,05 a 0,5 mm de anchura aproximadamente. Suelen aparecer en la primera semana (a veces mucho después) después del hormigonado, durante la fase de endurecimiento. En los elementos de espesor variable, las fisuras aparecerán con más profusión en las partes más delgadas. Por lo general, las fisuras de afogarado se manifiestan como un dibujo en forma


de red o malla no regular de entre 5 y 10 cm. de lado. No siguen líneas determinadas sino que se ramifican y presentan sinuosidades debido a que aparecen cuando el hormigón no tiene prácticamente resistencia y han de adaptarse al contorno de los áridos a los cuales no pueden romper. Tienen una finura tal que, a veces, solo se las percibe después de cierto tiempo cuando se han llenado de suciedad o polvo. Los nidos de fisuras son concentraciones fuertes de fisuras en una determinada zona.

Retracción hidráulica en viga

Retracción hidráulica en pilar

Retracción hidráulica en ménsula

Fisuras de asentamiento plástico


Aparecen siguiendo las líneas de las barras de armado en aquellos elementos de hormigón que han sufrido un asentamiento plástico, es decir, un desplazamiento de las partes sólidas hacia el fondo del encofrado debido a la acción de la gravedad y del agua hacia la superficie del hormigón. En general, se trata de fisuras amplias y poco profundas, de escasa trascendencia estructural, aunque pueden tener incidencia en los efectos de corrosión de las armaduras al quedar desprotegidas. Suelen aparecer generalmente durante las tres primeras horas después del vertido del hormigón y, en algunas ocasiones, hasta las seis e incluso ocho horas posteriores. Aparecen en los lugares donde el movimiento de asentamiento derivado del descenso de la masa de hormigón se haya limitado. En función de la forma concreta de dicha restricción, se pueden distinguir los siguientes tipos: 

Fisuras marcadas inmediatamente encima de las armaduras

horizontales, ya sean éstas las armaduras principales o los estribos. 

Fisuras horizontales en elementos verticales (como pilares, muros,

etc.) cuando los estribos limitan el movimiento del hormigón al descender. 

Fisuras coincidiendo con cambios bruscos de sección. Son

muy frecuentes en forjados reticulares. Se forma a causa de la diferencia de asentamiento del hormigón según los diferentes grosores. 

Fisuras coincidiendo con secciones delgadas de hormigón.

Cuando el plano de las armaduras no permite el descenso del recubrimiento y lo desolidariza del resto de la pieza.

Fisuras de retracción de secado Se producen a consecuencia de las tensiones de tracción creadas en la masa de hormigón al quedar impedida la deformación provocada por los cambios volumétricos en la retracción de secado.


Las fisuras de retracción de secado, a diferencia de las de retracción plástica, suelen tener una anchura constante y un trazado limpio sin entrecruzarse ni ramificaciones. Si la distribución de las fisuras es buena, estas fisuras de retracción son muy estrechas, del orden de 0,05 a 0,1 mm de anchura y es frecuente que no tengan más de 0,02 mm. Tampoco son profundas y no suelen penetrar en el hormigón de 4 a 10 mm. Pueden aparecer a partir de las dos o tres semanas desde el vertido del hormigón, pero el riesgo de su aparición persiste en condiciones normales hasta un año, retardándose a veces hasta los dos y tres años, en función de las condiciones de sequedad atmosférica. En este tipo de fisuración juegan un papel importante la rigidez del elemento estructural y sobre todo, la del conjunto estructural que le afecta. Se puede dar el caso de que en vez de producirse la fisuración en el elemento que se acorta, se produzca en los elementos que están unidos a él. Este efecto es frecuente en vigas de sección grande y muy armadas unidas a pilares esbeltos y poco rígidos; en este caso las fisuras aparecen en la cabeza y pie de los pilares en vez de en la viga. En el caso contrario, en vigas con luz más o menos grande, pueden aparecer fisuras perpendiculares a su eje, de espesor cons-tante, que seccionan las vigas si éstas se encuentran coaccionadas por pilares de gran rigidez. Un caso típico de fisuras de retracción hidráulica lo tenemos en el caso de un pórtico de una crujía con dos vigas a distinto nivel. Si la viga superior tiene más rigidez y está más armada que la inferior retraerá menos que ésta, dando lugar a que ésta última sea la que se fisure. En los forjados pueden aparecer fisuras de retracción si estos están coaccionados por vigas o nervios unidos a ellos. La retracción en elementos verticales puede originar fisuras en elementos horizontales que funcionen hiperestáticamente con ellos. En el caso de retracción


diferencial en los diferentes elementos verticales, da lugar a un estado tensional en las vigas y forjados que puede ser comparable al producido por un asiento diferencial del terreno. La retracción en láminas y cáscaras, al tener más libertad de deformación que los otros elementos estructurales, se traduce en una reducción de las flechas si las vigas de borde impiden los movimientos en estas líneas. Sin embargo, al deformarse la lámina por retracción pueden aparecer fisuras en su intradós. Las fisuras de retracción en láminas deformables, pero coaccionadas en sus bordes, son muy parecidas a las de flexión presentando una abertura variable que va disminuyendo desde el intradós hasta la línea neutra de la sección. Los muros de contención de tierras son elementos de gran masa con tendencia a sufrir los efectos de la retracción. Por lo general, las fisuras en estos muros, suelen presentarse en su coronación y van decreciendo hacia el terreno a la vez que van cerrándose hasta llegar a desaparecer en la proximidad de éste debido a que la humedad y el abrigo que proporciona el terreno son unas condiciones muy favorables para el curado. La fisuración por retracción hidráulica puede afectar solamente a los recubrimientos. Esto ocurre en los elementos muy armados en los que las propias armaduras son las que coaccionan los movimientos del núcleo de la pieza y no los de ellos que al ser más superficiales son más propensos a retraer, dando lugar a la aparición de fisuras superficiales y en ocasiones a pequeños desprendimientos localizados en zonas del recubrimiento.

Fisuras de Entumecimiento Hidráulico Aquellas que aparecen a consecuencia del aumento de volumen del hormigón, como consecuencia de un contacto permanente con el agua. Desde el punto de vista de la fisuración, son menos peligrosas que las de retracción debido


a la menor resistencia a tracción de los hormigones y a los valores relativos más altos de las retracciones con respecto a los entumecimientos.

Fisuras Térmicas Las fisuras suelen aparecer en la superficie en forma de un mapa de fisuras de escasa profundidad (algunos milímetros o centímetros). A veces son tan finas que sólo se observan si se humedece con agua la superficie del hormigón. Las diferencias de temperatura dentro de la masa del hormigón producen cambios volumétricos diferenciales en la misma y cuando la tensión de tracción generada es superior a la resistencia del hormigón se produce la rotura del mismo. Retracción térmica en viga

Fisuras de dilatación El hormigón se contrae con el frío y con el calor aumenta su volumen y, con él, su longitud. Si no se determinan estos movimientos en la estructura se llegará, en general, a la fisuración, porque el movimiento no quedará absorbido por una red de juntas debidamente situadas. Como consecuencia de estas omisiones se formarán fisuras en el hormigón.

Fisuras por contracción térmica inicial Suelen aparecer entre el primer y quinto día después del vertido, cuando el hormigón ha finalizado ya su fraguado. La expansión que produce el calor generado por las reacciones de hidratación del cemento provocan tensiones en las zonas a temperaturas más frías del mismo elemento, por estar en contacto con el ambiente, o con volúmenes de hormigón puestos en obra con anterioridad que van impidiendo su libre movimiento de retracción inicial. Abundan especialmente en los


muros de contención, en las losas y, en general, en aquellos elementos de espesor considerable, en especial cuando la disipación de calor del núcleo se halla impedido por alguna de sus superficies. Suelen confundirse con las de retracción hidráulica ya que hay una elevada coincidencia con los lugares habituales de aparición y con algunos de los factores que influyen en su formación.

Fisura de Origen Químico Las reacciones químicas producidas entre algunos tipos de áridos silíceos y los álcalis existentes en el hormigón, el ataque de ácidos, sulfatos etc., pueden dar lugar a reacciones expansivas que se manifiestan inicialmente mediante una fisuración superficial del hormigón.

Fisuras por reacción árido-álcali Los daños que presentan los hormigones dañados por la reacción áridoálcali se manifiestan en forma de pequeñas fisuras de forma irregular que aparecen en la superficie de los mismos, o en forma irregular que aparecen en la superficie de los mismos, o en forma de cráteres localizados. El daño se inicia con una pequeña superficie fisurada de forma irregular seguida eventualmente por una completa desintegración. La expansión progresa en las direcciones de menor resistencia originando fisuras paralelas a la superficie y en la dirección de los esfuerzos de compresión a que esté sometido el elemento.

Fisuras por oxidación de áridos sulfurosos Se manifiesta en forma de fisuras poligonales o rectas que van aumentando hasta convertirse en grietas. A su vez, y tal y como se comenta más adelante, van produciendo un hinchazón y desagregación del hormigón en la zona afectada.

Fisuras por corrosión de la armadura


Las fisuras debidas a la corrosión de armaduras y consiguiente expansión del óxido son paralelas a la dirección de la armadura. La causa es la corrosión de la armadura, bien por escasez de recubrimiento, bien por falta de capacidad de protección del hormigón. La formación de óxido sobre la barra de acero ejerce presión sobre el recubrimiento provocando su estallido. Por lo general, las fisuras aparecerán manchadas de óxido, por lo que esta patología es muy fácil de detectar. En barras sometidas a compresión, tales fisuras tienen la misma dirección que las que hubieran podido deberse al estado tensional de la pieza. Las debidas a corrosión de la armadura principal se caracterizan porque se encuentran próximas a los vértices y porque, con frecuencias, los labios de la fisura se encuentran en distinto plano. El ancho evoluciona hasta valores muy altos (hasta 0,5/1 mm. Así mismo, la fisuración también puede suponer una causa secundaria de corrosión de armaduras.

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Fisuras por Adherencia Se produce en zonas en que la armadura que trabaja a tracción se encuentra insuficientemente anclada. Se caracteriza por fisuras normales a la armadura, acompañada en ocasiones por fisuras paralelas a aquellas.

Fisuras debidas a Acciones Mecánicas


Aquellas que aparecen en los elementos estructurales cuando se ha producido el agotamiento del hormigón. Sin embargo, la fisuración no es por sí misma un indicio alarmante, dado que lo habitual es que las piezas de hormigón se fisuren en estado de servicio. De hecho, el estudio de las deformaciones en estructuras flectadas de hormigón, tiene dos estados que se diferencian por que la pieza pasa de un primer estado sin fisurar a un segundo estado fisurada, sin que ello implique problemas patológicos. Para comprobar si realmente corresponde a una situación de alarma, es preciso atender a su evolución. Formas de las fisuras en el hormigón según las distintas solicitaciones:

Fisuras por compresión Las fisuras de compresión son paralelas a la dirección del esfuerzo. La separación entre ellas es muy variable y su trazado es irregular debido a la heterogeneidad del hormigón. Las fisuras pueden tener trazados diferentes a los indicados si la pieza está impedida de deformarse en determinadas zonas. Las piezas muy esbeltas sometidas a compresión pueden presentar fisuras muy peligrosas en la parte central de las mismas y sólo en una de sus caras. Estas fisuras, que suelen ser finas y estar muy próximas unas a otras, pueden ser índice bastante claro de la iniciación de un fenómeno de pandeo. Hay una diferencia esencial entre las fisuras de compresión y las de tracción: las fisuras de tracción aparecen repentinamente mientras que las de compresión empiezan a hacerse visibles con esfuerzos inferiores a los de rotura y van aumentando de tamaño de forma continua.

Fisuras por compresión


Compresión en elementos

Fisuras por tracción Las fisuras producidas por la acción de esfuerzos de tracción presentan superficies perpendiculares a la dirección del esfuerzo. Son fisuras poco frecuentes en el hormigón armado ya que lo impiden las armaduras. Sin embargo, cuando las deformaciones de las barras sobrepasan un determinado valor, pueden aparecer coincidentes, en general, con el lugar donde están colocados los estribos. Son fisuras que aparecen de forma súbita y atraviesan la sección.

Fisuras por tracción


Tracción en elementos

Fisuras por flexión Este tipo de fisuras pueden presentar aspectos diferentes según correspondan a flexión simple o a flexión combinada con esfuerzo cortante. Las fisuras por flexión simple aparecen en las proximidades de las armaduras sometidas a tracción y progresan verticalmente buscando la línea neutra, a la vez que su anchura va disminuyendo, para curvarse buscando el punto de aplicación de las cargas y desaparecer en la zona de compresión. En el caso de las vigas, este tipo de rotura se presenta prácticamente siempre, aunque en forma de fisuras muy repartidas, que no van más allá de la armadura inferior. En algunos casos, esta fisuración va acompañada o precedida por el deterioro de la zona de compresión. En ésta pueden aparecer fisuras paralelas a la directriz de la barra, similares a las producidas por la compresión simple. Estas fisuras pueden no aparecer y dar paso directamente a la plastificación y rotura del hormigón. Si la flexión es compuesta es posible que sea la fibra más comprimida la que sufra la fisuración. Es normal que vigas sometidas a flexión con cargas concentradas próximas a los apoyos se fisuren por cortante y no por flexión.


Fisuras por flexión simple y compuesta

Flexión en elementos

Fisuras por cortante En el caso de esfuerzo cortante simple, como la resistencia a tracción es muy inferior a la de compresión, las fisuras serán perpendiculares a la tensión de tracción. Las fisuras de cortante suelen aparecer en el alma de las vigas sometidas a flexión y van progresando hacia las armaduras para llegar finalmente hasta los puntos de aplicación de las cargas con lo cual dividirán las piezas en dos partes. Su inclinación sigue el antifunicular de las cargas que actúan sobre el elemento, fisurando al hormigón su este no dispone de armadura suficiente para absorber las tracciones producidas.

Fisuras por cortante


Cortante en elementos

Fisuras por torsión Las fisuras debidas a la torsión aparecen generalmente en las caras de barras sometidas a tal estado tensional; se caracterizan por formar siempre un ángulo de 45º con el eje de aquéllas y por describir un trazado helicoidal. Este tipo de fisuras es frecuente en estructuras de edificios cuando existen brochales que arriostran pórticos de luces descompensadas y cuando no se ha tenido en cuenta el efecto de torsión que se origina colocando la armadura precisa para absorberlo.

Fisuras de punzonamiento Se caracterizan por la formación de una superficie de fractura de forma troncopiramidal cuya directriz es el área cargada. Por lo general, se localizan en ábacos de los forjados reticulares y en las uniones de vigas planas con pilares. Los fallos de punzonamiento son frecuentemente de tipo frágil y han sido origen de numerosos hundimientos. Ante procesos de fisuración visible se puede proceder del siguiente modo: -Se procederá a estudiar las fisuras (determinando las características enunciadas anteriormente), y se se enunciaran hipótesis sobre sus causas que serán analizadas con el fin de descartar aquellas que no se ajusten a los resultados del análisis. -Si fuera posible a partir del análisis previo de determinaran las causas de la fisuración. Si los estudios realizados permitieran descubrir las causas se procederá a su reparación. Si por el contrario no se pudiera llegar a una


conclusión sobre el origen de estas se vigilara la evolución de le lesión y se proseguirán los análisis. -Una vez determinadas las causas y la reparación necesaria, esta se llevara a cabo siempre que sea posible. En caso de que no se puede efectuar se aguardara para solucionar la lesión siempre vigilando la evolución de la fisura, y una vez que sea posible se establecerán las protecciones, refuerzos y juntas flexibles determinadas. -Si aun así no fuera posible combatir la causa se determinara la gravedad del caso, dando lugar a la demolición cuando presente gravedad, o vigilando su evolución y aceptando su existencia siempre que no constituya un riesgo para la seguridad del usuario. El estudio previo al enunciado de hipótesis, se realiza mediante fisurómetros, que no son más que la herramienta que permite medir el grueso de una fisura; también nos pueden permitir medir y cuantificar los movimientos que se producen en una fisura en función del tiempo o de la temperatura.

Punzonamiento normal Punzonamiento en zapata

INTRUMENTOS DE MEDICION DE FISURAS

Cuentahílos


Instrumento que tiene una o dos lentes de aumento y una escala graduada impresa en un cristal, que nos permite medir el grueso de la fisura con una precisión de hasta 0,1 mm. Para medir se debe superponer el cuentahílos en la fisura.

Fisurómetro de regleta Formado por dos piezas las cuales se fijan cada una a una parte de la fisura de forma permanente, y lleva incorporada una escala graduada, de manera que nos permite hacer un seguimiento de la evolución de la grieta. La sensibilidad es de hasta 0,5 mm.

Deformómetro: Se trata de una pieza metálica extensible con un comparador en la parte central que capta las variaciones de longitud. Se deben fijar dos tetones, uno a cada lado de la fisura, y colocar los extremos del deformómetro sobre ellos. Este


aparato tiene mucha más precisión que los anteriores, hasta 0,001 mm. También permite obtener información sobre los movimientos producidos en un plano; en este caso se debe fijar en tres puntos el aparato de manera que formen un triángulo sobrepuesto a la fisura.

Instrumentación mediante extensímetro eléctrico Se dispone un captador eléctrico de desplazamientos (un extensímetro eléctrico) a un lado de la fisura y un elemento de referencia al otro, y se conecta a un sistema de adquisición de datos. Su funcionamiento se basa en la captación de un potencial eléctrico generado por el extensímetro al producirse el movimiento en la fisura. Permite realizar una programación previa y relacionar las lecturas con los parámetros ambientales en tiempo real.

Extensometro

REPARACION DE LAS FISURAS.

Restauración del hormigón fisurado:


Las inyecciones epoxi tienen como finalidad restablecer la continuidad mecánica del hormigón en la fisura, y asegurar su impermeabilización. La inyección puede realizar tanto desde la superficie, como desde el interior de la fisura, realizando una perforación oblicua a la fisura.

Eliminación de filtraciones de agua: Si a través de una fisura aparecen filtraciones de agua, se debe introducir mediante inyección un producto en la fisura que reaccione con el agua y la solidifique. El producto más empleando son los prepolimeros de poliuretano. Este método se emplea generalmente para estabilizar terrenos sobre los que se quiere construir.

Sellado de juntas con movimiento: Considerando junta a toda discontinuidad en el hormigón, o entre varios elementos constructivos, que estén expuestos a moverse, a veces es necesario sellar estas juntas para evitar daños a los elementos. El sellado tiene como finalidad cerrar la junta con un material estanco que absorba los posibles movimientos. Las juntas se sellan generalmente mediante inyección, empleando productos como las masillas de sellado.

Protección paliativa interna Inyección La inyección es un método de reparación que sirve tanto para impermeabilizar fisuras como para sellar juntas con movimiento. Se puede realizar mediante presión manual, presión mecánica, o empleando inyectores de globo, que se emplea cuando hay muchas fisuras finas.


Procedimiento de

inyección

de

resinas

Reparación de coqueras y oquedades Las coqueras u oquedades, siendo la falta de adherencia entre la armadura y el hormigón, inciden en la resistencia y la deformación, llegando a producir fisuras. La reparación dependerá del tipo de coquera correspondiente. •

Superficiales: Son aquellas que no afectan a la resistencia de la estructura.

- para su reparación basta la Limpieza y saneado de la superficie para la posterior aplicación de mortero de cemento. •

Medias: Afectan ligeramente al comportamiento estructural y son de

dimensiones más importantes. Estas requieren, al igual que las anteriores Limpieza y saneado de la superficie, pero en vez de mortero de cemento, es recomendable el Pintado de la superficie con epoxi y Relleno con hormigón de resistencia característica superior en 5 N/mm2 al hormigón de base.


•

Importantes: Afectan a la resistencia del elemento. No puede utilizarse el

sistema anterior porque el hormigón nuevo no entraría en carga al retraerse. - para reparar una patología en la estructura, sea mínima o de importancia (como es el caso) se necesita la Limpieza y saneado de la superficie. Para el posterior Pintado de la superficie con epoxi y Relleno con hormigón de epoxi (retracción despreciable) o de hormigón expansivo de resistencia característica superior en 5 N/mm2 al hormigón de base.


Disgregación Las disgregaciones son roturas que se producen en el interior del hormigón por tracciones internas que el hormigón no puede resistir. Pueden producirse por causas muy diversas. Las acciones de tipo físico que pueden deteriorar al hormigón dando lugar a su desgaste superficial o a su pérdida de integridad o disgregación, pueden ser de diferentes tipos tales como: hielo y deshielo; abrasión, cavitación y choques térmicos. Existen procesos muy variados de erosión del hormigón, parte de ellos ligados a usos industriales específicos. Otros son de tipo más general y se resumen a continuación:

Desgaste superficial por abrasión La abrasión producida por elementos que rozan sobre las superficies del hormigón produce un desgaste muy importante del mismo que no sólo se traduce en la formación de una superficie suave y deslizante sino también, en muchas ocasiones, en la destrucción del hormigón. El desgaste superficial es producido por acciones mecánicas debidas a tráfico de peatones, vehículos ordinarios, vehículos industriales especiales y más excepcionalmente a la acción del oleaje, si el agua lleva partículas en suspensión. La resistencia a la abrasión es proporcionada por el árido grueso, pues el mortero tiene una resistencia al desgaste inferior a la del árido.

Desgaste superficial por cavitación El fenómeno de cavitación ataca a la superficie del hormigón en forma de picaduras que posteriormente se unen en zonas erosionadas amplias. Se trata de un arrancamiento progresivo del hormigón.

Disgregación superficial por acción del hielo


Antes de la helada, tanto el mortero como el árido grueso absorben agua y expanden al congelarse. Los efectos producidos por el aumento de volumen dentro de los poros se traduce en tensiones importantes en el hormigón que termina produciendo roturas locales en la superficie, con pérdida de material. Dicho deterioro se caracteriza por el progresivo desprendimiento de trozos en forma de escama, en planos paralelos a las superficies Estos efectos son tanto más importantes cuanto mayor sea la porosidad del hormigón y cuanto mayor sea el número de ciclos hielo-deshielo a que se encuentre sometido.

REPARACION DE LA DISGREGACION

Morteros de reparación Hay muchos tipos de morteros de reparación con diferentes usos para estructuras de hormigón. Se emplean para reconstruir volúmenes perdidos de hormigón, desde masillas para espesores delgados hasta microhormigones para grandes gruesos de reparación. El mortero se puede aplicar tanto para restaurar la geometría y la estética de un elemento de hormigón, evitando a la vez futuros daños, como para restaurar su función estructural. Las propiedades de los morteros dependen mucho de sus componentes y su puesta en obra. Si no se escoge bien el mortero puede dar muchos problemas, sobre todo por la falta de adherencia que se puede producir entre el hormigón viejo y el mortero nuevo al fraguar el mortero y retraer.

Desagregación La desagregación consiste en la degradación del cemento que deja de funcionar como aglomerante y en consecuencia deja libres los áridos. Las causas de las desagregaciones suelen ser ataques químicos, sobre todo sulfatos y cloruros. El proceso es lento y empieza generalmente con un cambio de


coloración, seguido de la formación de fisuras entrecruzadas que van aumentando progresivamente. A continuación, la superficie se va abarquillando, hasta que se desprende y se va desintegrando la masa del hormigón.

Desagregación

Reparación de desagregaciones Depende mucho del caso concreto. A veces no hay más solución que sustituir el elemento dañado. Si el ataque no es muy grave puede sustituirse la superficie afectada por hormigón sano. Los sistemas más adecuados de protección son las resinas epoxi. Se aplican con brocha, rodillo, espátula o por proyección en caliente. En general si se nos encontramos con problemas muy graves es recomendable consultar a un especialista

Protección paliativa superficial Según el tratamiento de protección paliativa superficial, podemos distinguir tres grupos:


Impregnación hidrófuga: Son productos que impregnan la superficie a proteger, con el objetivo de mantener seco el material impregnado. Impermeabilizando el hormigón se impide que el agua pueda seguir deteriorándolo. Los productos más comunes para la impregnación hidrófuga se basan en compuestos organosilíceos, siendo los más comunes los siloxanos, diluidos en disolventes.

Impregnación Hidrófuga

Impregnación selladora: Se diferencia de la impregnación hidrófuga en que, mientras la impregnación hidrófuga sólo reduce la absorción de agua, la impregnación para sellar consolida un soporte poroso mejorando el anclaje del recubrimiento. Los productos empleados suelen tener el mismo aglutinante que el recubrimiento que será aplicado posteriormente.

Impregnación Selladora


Recubrimiento: La finalidad del recubrimiento es evitar el contacto entre el hormigón y los agentes agresores. Si crean recubrimientos delgados, se llaman pinturas o barnices, mientras que si forman capas gruesas son recubrimientos y consisten en productos con un alto contenido en sólidos.

Recubrimiento

Deformaciones Impuestas

Fluencia Consiste en la deformación del hormigón a tensión constante que se desarrolla a los largo del tiempo y es adicional a la que se produce instantáneamente, o en pocos minutos, cuando se aplican tensiones al hormigón. La fluencia se produce tanto para tensiones de compresión como de tracción. La fluencia bajo tensiones de compresión es función de la resistencia del hormigón, de la tensión aplicada, de la humedad relativa del ambiente y del espesor de la pieza. Sin embargo, como el hormigón experimenta el proceso de fluencia y el acero no (despreciables), al tener que ser las deformaciones de ambos materiales comunes a causa de la adherencia, se produce una transferencia de tensiones, relajándose las del hormigón e incrementándose las del acero.


Variaciones térmicas Las variaciones térmicas en el ambiente pueden provocar dilataciones en el hormigón. Si estas deformaciones están coartadas provocará tensiones y la posible fisuración en las piezas. De hecho, tales tensiones se controlan mediante la disposición de juntas de dilatación en las estructuras.

Variaciones higrométricas Los cambios de humedad ambiente, afectan dimensionalmente al hormigón, con indepen-dencia de su influencia en el proceso de retracción hidráulica. Si estas variaciones dimensio-nales están coartadas, se producen estados tensionales en la estructura que en un primer momento provocan su deformación y pueden llegar a provocar fisuras.

Asientos del terreno Los asientos del terreno son, con frecuencia, problemas patológicos en las estructuras. Por lo general, en el caso de pilares de entramados si un pilar desciende debido al asiento de su cimiento, reduce su carga. Sin embargo, el valor total de las acciones verticales no ha variado, por lo que la reducción de carga del pilar que ha asentado ha de verse compensada por una transferencia de esa carga reducida a los pilares próximos. Son muy habituales los casos de agotamiento resistente de pilares por asiento de otros próximos. También es muy común que para el caso de dinteles continuos asociados a pilares es que el dintel se fisure en la cara inferior en el extremo inmediato al pilar que asienta y en cara superior en el extremo opuesto.

Asiento de un muro de contención


LESIONES PROPIAS DIRECTAS

Sustanciales Corrosión del Concreto La corrosión del hormigón por agentes químicos suele ser la que mayores daños ocasiona en las estructuras. La durabilidad de un hormigón se puede medir por la velocidad con la que el mismo se descompone como resultado de acciones químicas. En la mayor parte de los casos, el ataque de los agentes agresivos químicos se produce sobre el cemento; en otras ocasiones, al menos, el ataque se producirá sobre los áridos. Las diferentes acciones de tipo químico que se producen en el hormigón se pueden ser: ataque por sulfatos, cloruros, carbonatos y otros iones; ataque por ácidos; reacción árido-álcalis; re-acción en áridos con sulfuros susceptibles de oxidarse, etc.

Ataque por sulfatos Las sales de sulfatos, en su ataque al cemento del hormigón, dan lugar a componentes fuertemente expansivos que terminan destruyéndolo totalmente. La desagregación del hormigón se inicia en la superficie con un cambio de coloración seguido de la aparición de fisuras entrecruzadas cuyo espesor va aumentando a la vez que se va produciendo una delaminación del hormigón superficial con curvado de las capas más externas del mismo como consecuencia de las tensiones que produce la expansión de los productos producidos.

Ataque por ácidos. Carbonatación Es un tipo de reacción ácida, de excepcional importancia en la durabilidad del hormigón.


La carbonatación es el proceso por el cual el hormigón de recubrimiento pierde la alcalinidad que mantiene protegida la armadura. Se produce avanzando desde el exterior. El mecanismo por el cual se produce es la reacción del dióxido de carbono en la atmósfera con las sustancias alcalinas de la solución de los poros y con los componentes hidratados del hormigón. Esto genera un descenso del pH hormigón por debajo de un valor crítico situado alrededor de 9,5. A partir de dicho valor no se puede garantizar la protección de la armadura.Se trata de un caso especial de ataque ácido. En otras palabras, en atmósferas con dióxido de carbono y humedad pueden producirse reacciones con formación de carbonatos que disminuyen la alcalinidad del hormigón (de pH: 12-13 a pH: 9-9,5), lo que conlleva una menor protección de las armaduras con riesgo de oxidación. Hay un mayor riesgo de estos ataques en hormigones porosos, poco compactos y con recubrimientos deficientes.


Reacción árido-álcali Como ya se ha descrito anteriormente, el daño se inicia con una pequeña superficie fisurada de forma irregular seguida eventualmente por una completa desintegración. La expansión progresa en las direcciones de menor resistencia originando fisuras paralelas a la superficie y en la dirección de los esfuerzos de compresión a que esté sometido el elemento.

Oxidación de áridos sulfurosos La oxidación de los áridos sulfurosos con su paso a sulfatos se manifiesta en forma de fisuras poligonales o rectas que van aumentando hasta convertirse en grietas a la vez que van produciendo un hinchazón y desagregación del hormigón en la zona afectada.

Corrosión de las Armaduras Se genera óxido expansivo en presencia de humedad que puede provocar la rotura del hormigón que lo rodea. En primer lugar, hemos de distinguir entre: corrosión química (oxidación) y corrosión electrolítica o electroquímica. La corrosión química afecta a toda la superficie del acero y la electrolítica se caracteriza por puntos que actúan como ánodo, formándose una pila, dando lugar a la corrosión localizada aunque luego llegue a extenderse a toda la superficie formando la corrosión generalizada. Es necesaria la presencia de adiciones acuosas de sales, sales, bases o ácidos y oxígeno para que exista corrosión. Son numerosos los factores que pueden influir en la corrosión: relación agua/cemento adecuada, ambientes marinos o industriales, variaciones climáticas, entre otros.


La excesiva porosidad o tamaño de los poros considerable facilitan la pene penetr trac ació ión n de agua agua y agen agente tess agre agresi sivo voss y dism dismin inuye uyen n la resi resist sten enci cia a mecánica del hormigón. Los procesos de corrosión se caracterizan por la presencia de hidróxido de hierro, de una tonalidad rojiza y denominada herrumbre. Es impo import rtan ante te seña señala larr la infl influe uenc ncia ia de la fisur fisurac ació ión n en el proce proceso so de corrosión. La fisura supone un camino de acceso a la armadura de los agentes agresivos, en particular del anhídrido carbónico y de los cloruros, mucho más rápid rápido o que que la estr estruct uctura ura poro porosa sa de recub recubri rimi mien ento to.. El ancho ancho de fisur fisura a tien tiene e importancia en la iniciación de la fisuración y en la rotura de la capa de pasivación. Después de la despasivación, en anchos hasta 0,4 mm, el ancho de fisura tiene poca importancia en la velocidad de corrosión. En líneas generales, para anchos pequeños de fisuras, es más importante para la velocidad de corrosión la reducción del recubrimiento que el ancho de la fisura. En las fisuras transversales se dan a veces problemas de ‘cicatrización’ por rel relleno con polvo del del ambiente. En otras ras ocasiones nes se prod roduce una ‘autoc ‘autocica icatri trizaci zación’ ón’ por los product productos os de la corrosi corrosión ón y depósi depósitos tos cálcico cálcicos. s. Las fisuras longitudinales son, naturalmente, más peligrosas que las transversales, ya que afectan a superficies mucho mayores de la barra. Corrosión de armaduras

Tipos de corrosión: •

superficie de la armadura armadura con el contacto del oxigeno del Oxidación: En la superficie aire, pero sin existir reacciones de oxidación-reducción.


•

Diferen renci cia a de pote potenc ncia iall que que Corros Cor rosión ión elec electro troquí químic micaa o gal galváni vánica: ca: Dife aparece cuando se ponen en contacto eléctrico dos metales diferentes, zonas con distintas estructuras cristalinas, etc.

•

Corrosión localizada o generalizada: aunque una desencadena en la otra, los efectos y el proceso de generación son similares. Estas se producen como un proceso que abarca a todo el metal que sufre el efecto corrosivo de forma homogénea y en toda su superficie, dando luga lugarr a la forma formaci ción ón de herru herrumbr mbre e con con un incre increme ment nto o impo import rtan ante te de volumen volumen que se traduce en fuertes tensiones en el hormigón, ocasionando ocasionando fisuración, disgregaciones y pérdida de adherencia del hormigón con las barras de acero. Sus consecuencias son: - Fisuración, disgregaciones y pérdida de adherencia con las barras de acero. - Descenso de pH.

•

Corrosión por picadura: cuando la corrosión se presenta de forma puntual en la superficie del metal. Entre sus consecuencias están: - Acciones de los iones cloro, bromo y sulfato. Despasivando al acero. - Varían según la concentración de cloruros en las barras. - La velocidad de corrosión dependerá de las condiciones climatológicas. - Formación de herrumbre, por suficiencia de oxigeno.


- Presencia de iones cloro en el proceso de construcción en la obra, por estar cerca de un ambiente adecuado para ello.

La corrosión producida en estructuras expuestas a ambientes marinos, industriales o cualquier otro que provoque deterioro en la armadura se clasifica en varios niveles (cada uno peor que el anterior): o

Pérdida de sección en las barras principales del 1%.

o

Pérdida de 5%

o

Pérdida del 25%

o

A partir del 25%, las barras dejan de trabajar a compresión ni pandean.

CAMBIOS DE COLOR La superficie del hormigón sufre a lo largo de su vida cambios de color por causas muy diversos. En el caso del hormigón visto, los cambios cromáticos pueden representar un fallo que puede venir a consecuencia de: cambio de color entre partidas de cemento, decoloración debida a la acción de la luz solar, cambio de color en zonas que han requerido la reparación de algún defecto. La aparición de defectos en las obras de hormigón es inevitable y puede afectar de forma importante al aspecto estético y a la durabilidad.

EFLORESCENCIAS Las eflorescencias son depósitos de sales cristalinas, usualmente de color blanco, que aparecen en la superficie del hormigón endurecido. Se producen por la circulación del agua dentro de la masa del hormigón, que lleva a la superficie sales existentes en los áridos.


DEPÓSITOS DE POLVO El viento deposita polvo sobre las superficies del hormigón. En zonas de escasa lluvia, como ciudades al borde de zonas desérticas, llega en algunos casos a ‘colorear’ el hormigón. En general, es el polvo muy fino (d ≤ 0,01 mm) el que se adhiere más firmemente a la superficie rugosa del hormigón. En este problema es fundamental la capacidad de lavado de las superficies por el agua de lluvia, tanto por los rehundidos, resaltos, etc., que crean zonas de muy difícil o imposible limpieza, como por la influencia de la inclinación de la superficie.

DEPÓSITOS DE CULTIVOS BIOLÓGICOS En superficies húmedas de hormigón, es fácil que se alojen cultivos biológicos, en particular algas, que afean el aspecto del hormigón.

INSPECCIÓN Y CONTROL La inspección en estructuras de hormigón está especialmente dirigida a comprobar su seguridad respecto a la capacidad de carga y a la determinación de las expectativas de durabilidad en servicio. La seguridad de una estructura respecto a las acciones a las que está sometida sólo se puede garantizar si existe un coeficiente de seguridad aceptable, mientras que la durabilidad frente a las acciones ambientales será aceptable si la protección física y química de la que dispone es suficiente para la vida útil restante prevista.

1. RECONOCIMIENTO DE LA ESTRUCTURA En casos de presentar Fisuras, se analizará la estructura con fisurómetros (explicados con anterioridad) A continuación se recomienda (para el reconocimiento de la estructura ) la utilización del Pachómetro, que es un aparato capaz de detectar elementos metálicos ocultos; por ello se usa para la localización de las barras de acero de un


elemento de hormigón. Hay varios modelos, los más sencillos nos informan sobre la posición de la barra y su dirección, y los más sofisticados que nos proporcionan una estimación del diámetro y del recubrimiento de la barra. El aparato esta formado por varias sondas y un módulo de lectura y control. El funcionamiento se basa en la medida de resistencia al flujo magnético generado por la sonda, que cuanto más cerca está de un elemento metálico, más pequeña es la resistencia. También hay pachómetros analógicos, que su funcionamiento se basa en la medición del potencial eléctrico. Su utilización consiste en pasar la sonda por la superficie de hormigón, variando la dirección, hasta obtener una lectura máxima que corresponderá con la situación de la barra. Para conocer el diámetro y el recubrimiento se necesitan otros aparatos más complejos que son capaces de determinarlos a partir de la realización de dobles lecturas con interposición de una galga de grosor conocido u operando con varias sondas distintas. La fiabilidad de este aparato no es total, por lo que para un trabajo con cierta responsabilidad se recomienda hacer comprobaciones a partir de catas. Dentro de esta familia, los aparatos más sencillos son los detectores de metal pensados para la localización de instalaciones. La respuesta ante la presencia de un elemento metálico es la emisión de una señal acústica fija, de manera que sólo nos informa de la presencia de metal. Con un pachómetro podemos detectar cemento aluminoso. Se ha demostrado que cuando el palpador está en contacto con cemento aluminoso se obtiene una respuesta al campo magnético muy superior a la que aparece con cemento Pórtland. El problema es si interfieren armaduras cercanas en la lectura.


Ejemplo de Pachómetro.

2. CARACTERIZACIÓN DE LA MASA DE HORMIGÓN Esta se puede determinar a partir de varios métodos: Uno de ellos es el Ultrasonidos, que se basa en medir el tiempo que tarda en pasar un impulso ultrasónico, que genera el propio aparato, desde el transductor emisor hasta el transductor receptor, acoplados al hormigón que se está ensayando. Para usarlo se deben colocar los palpadores en la superficie de hormigón, separados entre sí una distancia conocida e impregnados previamente con vaselina o grasa para que el contacto con el hormigón sea perfecto. Las características del material se determinan teniendo en cuenta el tiempo de recorrido y la potencia del impulso recibido. Para cada punto se realizan varias lecturas hasta obtener un valor mínimo que nos indica que el contacto es el adecuado. Las lecturas se toman dejando fijo el emisor y desplazando el receptor y, forman un gráfico que relaciona el tiempo de paso con la distancia recorrida, si esta gráfica presenta discontinuidades es porque hay un cambio de material o de densidad, o también puede ser por la presencia de un defecto. Los resultados que obtenemos pueden estar influenciados por varios motivos. Si el hormigón contiene mucha humedad pueden aparecer velocidades de propagación mayores. El acabado superficial del hormigón puede producir deficiencias en el contacto de los palpadores, alterando la medición. Si hay


armaduras paralelas próximas a la dirección de propagación incrementará la velocidad. Temperaturas inferiores a 5º y superiores a 30º también influyen en la velocidad.

Ejemplificación

de

la

utilización

del

Ultrasonidos.

Otro instrumento que se utiliza para conocer las características del hormigón endurecido es el Esclerómetro, su funcionamiento se basa en la medida del rebote de una masa de acero, impulsada por un percutor, que choca contra el hormigón sobre una superficie de contacto. Se obtiene información a través de la dureza superficial del hormigón (3 o 4 cm más superficiales). Los valores que se obtienen se llaman “índice esclerométrico” o “índice de rebote”. La cantidad de energía recuperada en el rebote, permite obtener un índice de dureza de la superficie ensayada sobre una escala graduada que dispone el aparato, y que relaciona el índice obtenido con la resistencia cúbica del hormigón en función de la posición de trabajo del aparato. Es una herramienta que ayuda a determinar zonas homogéneas y a estimar la resistencia del hormigón, pero es necesario utilizarla junto con otros métodos no destructivos o con la extracción de testigos. Debe tenerse en cuenta que hay factores que afectan a la superficie del hormigón, como es el grado de saturación, la carbonatación o la textura, y que pueden producir errores en la interpretación de las propiedades del hormigón. La carbonatación afecta al hormigón desde su superficie, presentando mayor dureza y por tanto un índice de rebote falsamente elevado.


Si se toman todas las precauciones, este ensayo puede alcanzar una precisión del 10 al 15%, para un nivel de confianza del 90%. Ejemplo de la utilización del Esclerómetro

Por último, el método más conocido en la determinación de las características del hormigón es la Pistola Windsor . El funcionamiento se basa en la medida de la resistencia a la penetración de una sonda de acero endurecido. El aparato consiste en una pistola accionada por pólvora, que transmite una cantidad determinada de energía a la sonda provocando su penetración en el hormigón y se determina la profundidad de la penetración mediante un micrómetro. Con este ensayo podemos determinar zonas homogéneas y realizar estimaciones de la resistencia a compresión pero hay que correlacionarlas con probetas testigo.

3. APROXIMACIONES A LA DURABILIDAD


Un método para la determinación, de una durabilidad aproximada es el de Profundidad de Carbonatación La carbonatación es un proceso de origen químico que consiste en la combinación del CO2 con la portlandita del hormigón y hace que se produzca una desprotección química de las armaduras frente a la corrosión. Para conocer el grado de carbonatación es suficiente con impregnar el hormigón con un indicador de pH; estos ensayos son de interpretación inmediata. Para realizar este ensayo se rompe un trozo de hormigón del elemento de manera que deje a la vista la armadura, entonces se aplica la solución de fenolftaleína sobre el hormigón que ha estado en contacto con ésta; Un cambio de color (rosado) en la superficie de aplicación indicará que el hormigón no se encuentra carbonatado; si no se produce la coloración significa que es una zona ya carbonatada. Otra posibilidad es realizar una perforación con un taladro y aplicar la solución sobre el polvo.

La corrosión afecta directamente la durabilidad del concreto, por tal, el conocimiento de la misma es fundamental en la estimación de la durabilidad de la estructura, siendo el Corrosímetro un método para tales fines. El Corrosímetro consiste en la medida de la diferencia de potencial eléctrico entre el acero del armado y un electrodo de referencia colocado sobre la superficie del hormigón. Se humecta la superficie a ensayar y se pone en contacto la armadura y el polo positivo, por un lado, y un electrodo de referencia y el polo negativo por otro; a la vez, ambos, se conectan a un multímetro de precisión 1 mV.


Si los valores son superiores a -200mV el riego puede considerarse bajo; y se considerará alto para valores inferiores a -400mV. Pero éste es un valor que no permite cuantificar la corrosión de la barra, si no la posibilidad de que se esté produciendo en el momento de lectura. Su interpretación se hará en función de repetidas lecturas a lo largo del tiempo en contraste con parámetros ambientales. Hay una serie de circunstancias que influyen en los resultados como el contenido de oxígeno, la existencia de fisuras y las diferencias entre gruesos de recubrimientos.

Ejemplo de utilización de corrosimetro

Ejemplo de valores arrojados por el corrosimetro

ESTRUCTURAS METALICAS Aunque las estructuras metálicas tienen una reciente implantación apoyada en una fuerte tecnología, también son susceptibles de sufrir lesiones que ponen en peligro tanto la integridad constructiva como la seguridad del edificio. Estos procesos patológicos pueden derivarse de causas propias de la naturaleza del material, especialmente su debilidad al ataque químico ambiental y la solución


constructiva adoptada en proyecto y ejecución. Debido a este motivo, es necesario analizar las patologías sirviéndose de las técnicas de inspección adecuadas. Sólo de esta manera podrá intervenirse correctamente para realizar su reparación, siendo igualmente necesario establecer las medidas de prevención pertinentes.

Ventajas Las estructuras de acero se emplean en la actualidad debido a las dos principales ventajas que ofrecen: 1. Su gran tenacidad, que admite cualquier tipo de esfuerzo, en

especial a tracción, empleando una reducida sección. 2. Su ligereza, que permite resolver estructuras de grandes luces y

alturas.

Acero: tipos y técnicas de conformado Desde que se empleó el acero en construcción por primera vez de manera significativa en el puente de Viena sobre el Danubio en 1850, hasta nuestros días se han producido numerosos avances. Los productos de acero según el proceso de fabricación pueden ser: •

-Conformados en caliente: que incluyen a los perfiles laminados, que son los de mayor aplicación en estructuras metálicas.

•

-Conformados en frío: estos aumentan el límite elástico y la resistencia a tracción, mientras que se reduce el alargamiento a rotura. Son perfiles en los que se evita el soldeo.

•

-Obtenidos por moldeo: su estructura es colada, no poseen propiedades direccionales.

Lo más destacado son las mejoras introducidas en las técnicas de obtención del acero logrando incrementar su resistencia y mejorando en gran medida los


procedimientos de inspección. Asimismo, cabe señalar la obtención de aceros resistentes a la corrosión que conservando el resto de sus propiedades características, presentan una sensibilidad menor frente a los agentes atmosféricos. Los materiales que constituyen la estructura metálica pueden considerarse de dos tipos: •

Los materiales base

Tienen una función resistente. Se emplean perfiles, chapas; los tubos, bolas y tetraedros en estructuras especiales. Generalmente son de acero, y a veces pueden utilizarse aleaciones ligeras de base aluminio. •

Los materiales de uniones

Estos transmiten y soportan esfuerzos. Se emplean materiales análogos al metal base para evitar fenómenos de corrosión.

Elementos constructivos Debido a las características básicas del acero, su uso se extiende a estructuras compuestas por elementos lineales, sustituyendo a las antiguas estructuras de madera. Los elementos constructivos más representativos de una estructura metálica son los siguientes:


Soportes Están constituidos por perfiles laminados simples, combinaciones de perfiles o palastros. En caso de cargas pequeñas, también se emplean perfiles tubulares. Pueden sufrir procesos patológicos debido al material o por los esfuerzos experimentados.

Vigas y viguetas Están formadas por perfiles laminados en T ó I que optimizan la capacidad de sus alas. Se exponen a procesos patológicos químicos debido a su disposición horizontal y el contacto con materiales alcalinos, (especialmente en el caso de viguetas de forjado).

Formas trianguladas Mejoran el rendimiento del material base, junto a un aligeramiento del conjunto, a partir de la triangulación lograda mediante barras traccionadas y comprimidas. Están compuestas por combinación de perfiles laminados para todas


las piezas o sólo para las comprimidas, mientras que las sometidas a tracción son barras y cables. Suelen presentar complicaciones en las uniones que han de trabajar en articulación, pero que han sido sustituidas por un empotramiento para facilitar su ejecución. Los procesos patológicos se concentran en los nudos: aparición de esfuerzos, corrosión por aireación diferencial o de par galvánico. En las barras puede producirse corrosión por condensación superficial.

Tirantes Son los elementos de mayor antigüedad aplicados en arcos, y resueltos por barras diversas (fundición, acero templado…), que hoy en día también emplean perfiles laminados, sus combinaciones o cables rígidos y flexibles. Debido a su estado de tracción, no presentan problemas mecánicos en su zona central, salvo error de cálculo. Por el contrario, las uniones al resto de la estructura se pueden ver afectadas por diversos procesos químicos. El conocimiento de estos elementos constructivos es necesario para determinar la técnica empleada en su prevención.

Sistemas y técnicas de unión Los elementos empleados en estructuras metálicas están sometidos a controles de calidad que garantizan su idoneidad, de modo que los procesos patológicos surgirán sobre todo en las uniones efectuadas en el montaje. Éstas deberán someterse a inspección para poder establecer la reparación necesaria. Las uniones constituyen uno de los puntos más delicados a tener en cuenta en la estructura, tanto en el proyecto como durante el proceso de ejecución. Su objetivo es dotar de continuidad a un elemento estructural que no puede construirse de una sola pieza. Son esenciales para dotar de estabilidad y seguridad a la estructura.


Los tipos de uniones más conocidas, son las siguientes:

Roblonado El roblonado es una técnica en desuso pero que debido a su antigüedad, puede encontrarse en rehabilitaciones de edificios. Se basa en la resistencia a esfuerzo cortante que adquiere el roblón al introducirle las dos piezas que une cuando intentan moverse en sentido contrario. Se requiere un dimensionado correcto de las secciones necesarias en roblón y chapa a unir, y el número de roblones requeridos, pues con el tiempo y según la variación de los esfuerzos, se puede alcanzar una holgura en las uniones, provocando fatiga del roblonado y deformaciones generales en la estructura.

Tipos de roblonados.

Atornillado Funciona igual que el roblonado pero además posibilita la resolución de uniones practicables, lo cual facilita el montaje y desmontaje. Se emplean tornillos y tuercas de apriete. También existen las articulaciones, que sólo transmiten esfuerzos axiales, imprescindibles en estructuras trianguladas y en aquellas en las que se limiten los esfuerzos de flexión.


Pueden ser de dos tipos: 1. -Un pasador que une entre si las cartelas de los diferentes elementos a unir. 2. -Un vástago extremo dispuesto en la misma dirección del elemento a unir, atornillado a éste con solución “MERO” enganchado mediante la helicoide del tornillo. Tanto para el Roblonado como para el Atornillado El problema más importante es la corrosión por aireación diferencial que puede surgir en los encuentros, causando una pérdida de sección útil en los roblones o tornillos. Hay que utilizar aceros de igual composición para evitar problemas de par galvánico. En las articulaciones habrá que emplear aceros de alta resistencia. Y de modo general, los elementos deben someterse a un control exhaustivo de calidad y de su colocación.

Soldadura Es la solución de unión permanente más adecuada puesto que asegura la continuidad de esfuerzos entre las piezas mediante el propio material. De esta manera se crean empotramientos que requieren juntas de dilatación más próximas para absorber los cambios dimensionales. Según el procedimiento de ejecución hay dos tipos de soldadura: •

-Soldadura por aleación: es el caso más empleado en estructuras de edificios. Consiste en aportar un material metálico diferente al de los que van a soldarse a través de un electrodo. El material aportado ha de ser compatible con el acero de las piezas a soldar, distribuyéndolo de manera uniforme de modo que el espesor del cordón de soldadura tenga un espesor constante, sin burbujas de aire; así que habrá de realizarse en varias capas.


•

-Soldadura autógena: La soldadura se logra fundiendo las piezas metálicas a unir, por lo que deben tener la misma naturaleza. Es importante comprobar la soldabilidad de los aceros a unir, conseguir uniformidad y evitar las burbujas.

Los procesos patológicos mecánicos son consecuencia de una sección de cálculo insuficiente o de una ejecución no uniforme. Las patologías químicas son causadas por incompatibilidad de aceros o con el material de aportación.

Anclajes Sistema de unión mediante apriete en inmovilización del cable a tracción a través de piezas especiales con forma troncocónica en los que se emplean aceros de alta resistencia. Los procesos patológicos mecánicos conducen a aplastamiento y cizalladura del elemento traccionado, llegando a su rotura. Suele producirse un alargamiento diferido, que habrá que cuantificar en los primeros meses de puesta en funcionamiento. Los procesos de naturaleza química se deben a corrosión por aireación diferencial. - Falta de rigidez •

Deformación

. Mecánica . Térmica, especialmente en elementos perimetrales situados en los cerramientos. •

Vibración


El acero aunque sufre deformaciones, suele recuperar su forma, salvo en determinados casos. Las lesiones mecánicas que afectan a forjados metálicos pueden ser de dos tipos: de flecha o de tensión excesiva. Su origen está en la inadecuación de la estructura frente a un estado límite; bien por un incremento de las cargas que puede soportar o por la disminución de la resistencia de la estructura. De modo general, las lesiones comienzan en las zonas más rígidas del edificio, donde son más visibles, como sucede en los cerramientos y particiones. -Los fallos característicos son los siguientes: •

Fallos mecánicos: afectan a la solidez,implican pérdida de

capacidad mecánica o resistencia, estabilidad, rigidez que inciden en la seguridad estructural. •

Fallos funcionales: afectan a la utilidad, conllevan pérdida de

nivelación horizontal, vertical que repercute en la durabilidad y transmisión de vibraciones. •

Fallos estéticos: afectan al decoro debido a cambio de

coloración por acción de la corrosión. Son figuraciones inducidas que influyen más en cerramientos, revestimientos y paramentos que en la propia estructura.

LESIONES DE LAS ESTRUCTURAS METALICAS A pesar de que globalmente las estructuras metálicas suelen presentar menor cantidad de problemas que otros sistemas constructivos, los fallos que experimentan tienen consecuencias catastróficas. Para facilitar su accesibilidad, efectuar la evacuación de agua, realizar operaciones de mantenimiento y puesta a tierra impidiendo el riesgo de captación


de corrientes parásitas, es necesario la protección de la estructura; en estos casos la misma, internamente solo posee la protección que le brinda el material del cual está hecha (o en su defecto, los materiales que forman su aleación), pero por su parte, externamente, de manera superficial se le puede proporcionar de una defensa extra ante agentes externos. Entre los problemas, más comunes, que sufren dichas estructuras son los siguientes:

LESIONES FORMALES:

DEFORMACIONES EXCESIVAS Las estructuras metálicas presentan una mayor deformabilidad y dilatación térmica que las admisibles por estructuras de fábrica. Esto explica el hecho de que las primeras lesiones observables aparezcan primero en cerramientos y forjados, y no directamente en la estructura como cabría suponer. La deformabilidad y flexibilidad se expresan en: •

Exceso de flecha

•

Exceso de vibración

•

Pandeo de pilares o local de alas comprimidas


Dado que la deformación es inherente a todos los elementos constructivos, lo que entendemos por deformación excesiva se refiere a la deformación de los elementos metálicos cuando ésta es superior a lo seguro o permisible. Las deformaciones de los elementos mecánicos suelen estar causadas por dos tipos de acciones: agresiones físicas y mecánicas.

Acciones MECÁNICAS: La deformación viene producida por una carga que, si incide sobre un elemento que trabaja a FLEXIÓN , producirá flecha excesiva. Si afecta a un elemento que trabaja a COMPRESIÓN , producirá pandeo excesivo. Este tipo de agresiones son similares a las que puede padecer cualquier tipo de estructura. Probablemente, las vibraciones, dependiendo de la configuración de la estructura se transmitan con una mayor facilidad comparando con estructuras cuyo módulo de deformabilidad sea menor. Los motivos mecánicos que originan la alteración y deterioro de los materiales (movimientos, deformaciones y rupturas) son variables, aunque puede referirse que son originados por:

Cargas externas directas: Estas actúan sobre la estructura u otros elementos.

Cargas indirectas Debidas a variaciones de temperatura o humedad, que en caso de movimientos impedidos en las piezas, provocan importantes deformaciones.

Cargas reológicas Están producidas por la fatiga de los materiales.


Desplazamientos de la estructura Son consecuencia de las alteraciones experimentadas en los terrenos sobre los que se cimienta.

Acciones TÉRMICAS: La deformación es el resultado de someter al elemento metálico a elevadas temperaturas. Las causas de estas elevadas temperaturas pueden ser desde la radiación solar al fuego. El fuego es la más significativa debido a su gran destructividad, lo cual hace necesario establecer una cuidadosa protección específica: en el material, su disposición y la propia organización del edificio, facilitando su evacuación y la rápida extinción en caso de incendio. Tanto las acciones mecánicas como las térmicas producirán deformaciones que, siempre que se sitúen por debajo del límite elástico del metal en cuestión, podrán ser reversibles. Sin embargo, tanto cargas de gran magnitud como las exposiciones al fuego prolongadas pueden producir deformaciones irreversibles que, en ocasiones, el edificio no puede asumir sin la necesaria reparación.

Roturas. Rotura dúctil La rotura de la mayoría de los elementos metálicos por procesos comunes, a excepción de la fundición, viene precedida de un estado de deformación previa que, por lo general, permite la detección del problema con suficiente antelación y la acometida oportuna de medidas paliativas. Aún así, en ciertos elementos, la combinación de grandes cargas y secciones escasas produce rápidos procesos de deformación y rotura. Suele ser el caso de chapas y conectores; la importancia decisiva reside en estos últimos


conjuntamente con los nudos de tal manera de lograr las disposiciones de articulación y empotramiento establecidas en el proyecto. Este aspecto muestra una gran diferencia respecto a las estructuras de hormigón, en el sentido de que el acero requiere un mayor grado de precisión en la ejecución. Precisamente, son las uniones defectuosas las causantes de los desastres en estructuras metálicas. Las uniones soldadas, debido al proceso de ejecución en obra y la dificultad que presenta su control, son más comprometidas que las atornilladas, a pesar de que éstas tienen mayor complejidad y sobredimensionan la estructura. La cuestión radica en el carácter más dúctil de las uniones soldadas. Muchos defectos están ocasionados en la construcción y por los propios soldadores, lo cual, en obras pequeñas y medianas, suele ser frecuente. Muchas veces, las soldaduras concentran tensiones provocadas por movimientos coartados, que causan fatiga si no hay una penetración suficiente. En las cubiertas ligeras, la presencia de numerosos nudos y uniones, así como la relativa importancia de las sobrecargas, las convierten en estructuras muy propensas a sufrir procesos patológicos. La escasa rigidez de los nudos requiere de arrostramientos externos mediante el uso de bielas de acero o tirantes, o bien con paños confinados de fábrica

Diagrama tensión-deformación de un acero dúctil


Comparativa de gráficas de tensión-deformación de varios metales

Rotura frágil Existen casos concretos en los que los elementos metálicos pueden sufrir pequeñas figuraciones propias de materiales de rotura frágil y no dúctil, como corresponde a los metales. Los casos más comunes de este tipo de rotura son: •

Desgarro Laminar : rotura en el sentido de laminación de estructuras de acero laminado que produce un dibujo escalonado con tramos longitudinales mucho mayores a los transversales. Afecta al acero por su limitada resistencia en la citada dirección, como consecuencia de la aparición de inclusiones no metálicas en el proceso de laminado.

El origen o causa de esta deformación y fisuración puede encontrarse tanto en la elección del material de aportación en las soldaduras, que al retraerse puede producir tensiones en dicha dirección, como en el diseño de las uniones y nudos, que también pueden favorecer la aparición de tensiones perpendiculares a la dirección de laminación.


•

Rotura por fatiga: fisuración resultado de una modificación permanente y localizada del metal. Este proceso se ve favorecido cuando la estructura del metal presenta cristalización, que puede venir causada por un sobrecalentamiento excesivo, por ejemplo, durante el proceso de soldado.

Las causas de esta modificación permanente suelen encontrarse en los dos tipos de acciones que con más frecuencia afectan a los elementos metálicos, las acciones mecánicas, que deberán ser variables a la vez que permanentes para producir la rotura por fatiga, y las acciones térmicas que produzcan movimientos de dilatación y contracción alternativos. Este tipo de lesiones presentan difícil reparación, pues en la mayoría de los casos se soluciona la problemática mediante una sustitución parcial del elemento.

Erosión Desgaste o pérdida de sección producidas por el arrastre de materiales de un líquido que circula a grandes velocidades y sufre turbulencias. La erosión en estos casos supone un doble proceso, mecánico y químico al actuar conjuntamente con el proceso de oxidación. El movimiento del fluido en el interior produce el desprendimiento de las partículas de óxido, con menor resistencia, y favorecen la aparición de un nuevo proceso de oxidación. En el caso del cobre la erosión se ve favorecida cuando el agua es blanda y circula a elevadas temperaturas. Serán precisamente los factores que produzcan una elevada velocidad de circulación y las turbulencias los que causen la aparición de esta lesión. La reparación vuelve a ser, casi de modo obligado, la sustitución del segmento afectado.


LESIONES SUSTANCIALES

Oxidación Reacción de la superficie de un metal con el oxígeno del aire o del agua produciendo una capa superficial de óxido metálico (vuelta al estado natural más estable de los metales no preciosos). Todos aquellos factores que faciliten la acumulación de agua o humedad se establecerán como causas que la favorezcan la oxidación. El hierro y sus aleaciones (entre ellas los aceros) forman una capa de óxido porosa que además permite la acumulación de agua y favorece el proceso de oxidación y la aparición del fenómeno de corrosión electrolítica, electrolítica, que se trata de forma independiente. La mejor opción frente a la oxidación, cuando ésta supone una agresión haci hacia a el elem elemen ento to metá metálilico co es la prevención, prevención, aunqu aunque e tamb tambié ién n es posi posible ble la “reparación” cuando no se ha sido capaz de evitar su aparición y sobre todo cuando su estado es tan avanzado que supone riesgo de pérdida de la capacidad portante del elemento metálico en cuestión. Por otra parte, el acero inoxidable, se presenta como excepción, ya que la aleación que lo constituye da lugar a un óxido especial que se caracteriza por una mayor consistencia y unas características mecánicas capaces de proteger al resto del metal. Del mismo modo, en metales como el zinc, el cobre y el aluminio, la capa de óxido formada funciona como película de protección del propio metal, con lo que el proceso de oxidación tiende a estabilizarse. Por lo tanto, en muchos casos, la oxidación, más que una lesión, puede considerarse una protección preventiva. Por Por ello ello se pued puede e hace hacerr refe refere renc ncia ia a esta esta capa capa medi median ante te el autoprotección. autoprotección.

térm términ ino o de


Así, en algunos casos, podremos considerar lesión a la no formación de esta capa de autoprotección, que vendrá causada por la corrosión química

Corrosión La corrosión es un proceso que afecta al acero provocando una destrucción o deterioro de sus propiedades debido a una reacción química o por consecuencia de una corrosión electroquímica. Experimenta una aceleración en ambientes agresivos como los industriales o marinos. Provoca una disminución progresiva de la sección resistente de los elem elemen ento toss estr estruc uctu tura rale les, s, lleg llegan ando do incl inclus uso o a la perf perfor orac ació ión n o rotu rotura ra por por abombamiento de los óxidos. Debido Debido a la propia propia natura naturalez leza a de los materi materiale aless que constit constituyen uyen estas estas estructuras, las patologías más comunes se concentran en el sistema, más que en el propio material o sistema constructivo Las zonas donde suele aparecer la corrosión son: los apoyos, cerramientos exte exterio riore res, s, en forj forjado adoss sani sanita tari rios os,, de difí difíci cill acce acceso so,, próx próximo imoss a baja bajant ntes es o instalaciones de hidráulicas que presentan fugas, condensaciones, etc., o zonas con escaso revestimiento protector contra condensaciones, filtraciones, humedad capi capila larr o lluvi lluvia. a... Los Los tipo tiposs de corro corrosi sión ón más más frec frecue uente ntess son son la de aireación diferencial y la de par galvánico La relación de problemas más frecuentes en las estructuras metálicas es producida por ciertos agentes. Como ejemplo de ello: -

el zinc : la formación de la autoprotección se dificulta en aguas ácidas con abundancia de cloruros y sulfatos.


-

autopr prot otec ecci ción ón del del cobr cobre e es solu solubl ble e en cont contac acto to el cobr cobre e: la auto permanente con aguas ácidas y con una alta concentración de CO2, fenómeno que ha dado en llamarse cuprosolvencia. cuprosolvencia.

Oxidación de un elemento férrico

Propagación de la corrosión en armadura. Célula de corrosión.

Curva de comportamiento de diferentes aceros en una atmosfera moderada.


Curva de comportamiento de diferentes aceros en una atmosfera severa

Según la naturaleza del agente, distinguimos:

A) Corrosión química:= ataque de un metal por la acción de agentes perjudiciales causantes de una serie de reacciones químicas producidas en la interfase metal-medio corrosivo y dando lugar a unos productos químicos que, si depositan en la superficie del metal, llegan, en algunos casos, a proteger al propio metal de una corrosión mayor. - AMBIENTAL: agresión por parte de los compuestos presentes en el aire contaminado son: dióxido de azufre, dióxido de carbono, sulfatos, cloruros, cenizas y escorias. - MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN: agresión por parte de otros materiales

constructivos: cemento Pórtland (hidróxido sódico y potásico), morteros y pastas de cal (calcio y magnesio libres), pastas de yeso (ácidos), madera (ácidos orgánicos y sales solubles) y cementos porosos (amoniaco presente en agentes espumantes).


- SOLUCIONES QUÍMICAS: agresión por parte de sustancias químicas ajenas a la propia construcción: productos de limpieza (sales solubles de calcio, magnesio y potasio), agua de las conducciones (cloruros, sulfatos y dióxidos de carbono). - AGUAS ÁCIDAS: disolución de los metales por inmersión en soluciones ácidas, que producen la redisolución de la capa de hidróxido, resultado de la combinación de los iones metálicos con los hidrógenos del agua. - AGUA DE MAR: agresión por proximidad o contacto directo con el agua de

mar (cloruros), es sumamente dañina para cualquier tipo de estructura por lo cual se tiene que tener mucho cuidado en la ejecución de un obra en proximidades al mar. - MATERIA ORGÁNICA: agresión por parte de las sustancias que producen ciertos organismos, como algas, mohos y líquenes (ácidos orgánicos y dióxido de carbono).

B) Corrosión electrolítica o electroquímicas: La corrosión electroquímica tiene junto al fuego un poder destructivo muy importante, pero se diferencia en que su tiempo de actuación es mucho más lento y no suele percibirse sino hasta que los daños son significativos. Además, puede actuar localmente en áreas muy reducidas y peligrosas de la estructura como ocurre en las soldaduras o tornillos de unión. El agente agresor es otro metal de diferente potencial eléctroquímico puesto en contacto con el metal corroído a través de un medio acuoso (electrolito) que induce entre ellos un par eléctrico. Entre los elementos del par se producirá una corriente eléctrica, concretamente desde el ánodo (más negativo) al cátodo (más positivo), perdiendo el primero electrones, con la consiguiente descomposición del material, y acumulando el segundo los productos insolubles de la corrosión.


La corrosión electrolítica resulta más peligrosa que la puramente química puesto que en ella los productos de la descomposición no se depositan sobre el elemento que sufre la corrosión, protegiéndolo, sino sobre el que la produce. La dificultad radica en que la estructura presente zonas de acceso e inspección complicados, lo cual dificulta tanto el control como el mantenimiento de estos elementos estructurales frente a la corrosión. Algunas de las causas que favorecen este tipo de procesos son:

Agua Las aguas de tipo duro tienen un alto contenido de iones de calcio y magnesio que favorecen las reacciones químicas, incluso las limpias presentan impurezas minerales, oxígeno y dióxido de carbono disuelto.

Ácidos Procedentes de lluvia, terrenos, enyesados, maderas (roble, tuyas, castaño), algas y musgos. Provocan la perforación de los metales.

Sales En muchos casos ayudan en la formación de una película protectora e inhibidora de la corrosión, si no se superan en determinadas cantidades.

Álcalis El hidróxido de sodio y de potasio liberados por el cemento Pórtland son muy perjudiciales para el zinc, el aluminio y el plomo en presencia de humedad; sin embargo, no afectan al cobre y protegen de la corrosión a los materiales ferrosos embebidos en hormigón rico en cemento. La cal aérea si no es carbonatada también protege a los metales ferrosos, pudiendo atacar al aluminio y ser ligeramente corrosiva para el plomo y el zinc.


Clima Existe una clasificación de los climas según sea su impacto en los metales estructurales.

Factores de diseño Para prevenir una corrosión prematura se debe dotar a las superficies de una ligera inclinación para posibilitar la evacuación de agua, distribuir orificios de drenaje y disponer espacio suficiente entre elementos para preparar las superficies y pintarlas, evitando lugares donde se acumule agua y otros contaminantes. Las zonas que experimentan deformaciones, tienden a comportarse como ánodos y de ahí resulten más propensas a la corrosión. Normalmente aparece en bordes, cantos vivos y dobleces, lo cual debe ser considerado previamente en la fase de diseño y al determinar el tipo de protección anticorrosivo requerido. El estudio preventivo de la junta entre dos metales diferentes se establece como primera solución. Bien es cierto que en ocasiones estas combinaciones son absolutamente necesarias y la solución de la junta extremadamente complicada, de modo que la causa de la lesión puede atribuirse, de alguna manera, a la disposición favorable a la acumulación del electrolito y la consiguiente inducción del par eléctrico. La reparación es, en muchos casos, la sustitución del elemento corroído y la recolocación evitando en lo posible la nueva formación de par galvánico. Como casos particulares de corrosión se establecen: POR AIREACIÓN DIFERENCIAL: la diferencia de potencial electroquímico se

produce entre dos piezas del mismo metal, cuando una de ellas se encuentra permanentemente húmeda y la otra permanentemente seca. La zona húmeda se establece como ánodo y la seca como cátodo, produciéndose una corriente de


electrones desde la parte húmeda a la seca y produciendo la corrosión de la primera. En el interior de conductos puede producirse también este proceso por la obstrucción o las alteraciones del flujo, que puedan producir zonas aireadas dentro del propio conducto. Como causas fundamentales se establecerán todas aquellas que favorezcan la acumulación puntual de agua/humedad en los ambientes secos o de aire en los medios sumergidos. - INTERGRANULAR: aparición de pares eléctricos y corrosión puntual entre las partículas de los distintos metales de una aleación, cuando en ésta no se ha completado el proceso de unión de los mismos. Se trata del único ataque posible en el acero inoxidable. Viene causado por un defecto del material y si su efecto destructivo es importante, el único modo de reparación es la sustitución.

Oxidación-Corrosión Tipo de corrosión más extendida en los metales férricos, fundamentalmente el acero, en el caso de la construcción. Consiste en la formación de un par galvánico o eléctrico entre el hierro presente en el acero y el hidróxido de hierro fruto de la oxidación y que resulta tener un potencial electroquímico superior al primero. El medio de intercambio de electrones (electrolito) entre ambos es el agua que se acumula en los poros de la capa de óxido. Así, el hierro presente en el acero se establece como ánodo (polo negativo) y el hidróxido de hierro como cátodo (polo positivo), produciendo una corriente de electrones del primero al segundo y causando la descomposición del acero.


La lesión inicial, es decir, la oxidación, es la que será necesario prevenir o reparar y sus causas las que habrá que evitar en todo momento.

Esquema de la corrosión en la superficie del acero

Inspección y control

1. Aspectos a controlar en las estructuras metálicas El control de las estructuras debe estar presente desde los primeros tanteos del diseño, pasando por la elección de los materiales y la previsión de de los procesos de ejecución y montaje, hasta las pruebas de carga y las comprobaciones periódicas de las estructuras en cuanto a dilataciones, comportamiento ante acciones del viento, estado de los sistemas de protección contra la corrosión química o electroquímica, así como por otros agentes de deterioro. Los problemas de las estructuras metálicas pueden presentarse por causas no fortuitas como pueden ser: •

efectos del calor y cambios de las condiciones ambientales

•

oxidación excesiva y consiguiente corrosión

•

criterios erróneos de diseño

•

agentes químicos

•

viento

•

fuego


2. En obra Es importante controlar la recepción de una estructura metálica en obra, por lo que resulta muchas veces conveniente efectuar visitas al taller que ha elaborado las estructuras comprobando la realización de ensayos de características mecánicas y químicas; si las soldaduras son satisfactorias, verificando si la preparación de los elementos a soldar es buena. Si los datos anteriores no ofrecieran garantía suficiente se intensificará el control de calidad del acero mediante: -Ensayo de tracción con el límite elástico, tensión de rotura, alargamiento de rotura, módulo de elasticidad, y registro diagrama de cargas deformación. -Ensayo de plegado simple -Determinación del valor de resiliencia (la capacidad del material de recobrar su forma original después de haber estado sometido a altas presiones).

2.1. Zonas singulares o críticas En los elementos estructurales se pueden determinar unas zonas singulares o críticas, como son: 

Las soldaduras y uniones



Los montajes de cerchas y cubiertas.



Arriostramientos provisionales durante el montaje

SUPERVISIÓN DE PROCESOS DE UNION


La soldadura consiste en la fusión localizada de las piezas a unir, generalmente con aportación de otro material de parecida composición (electrodo). Disposiciones de las soldaduras: -A tope -de ángulo. Los cordones de soldadura que unen dos piezas en ángulo se miden por su longitud y su garganta. La longitud eficaz del cordón sería igual a la longitud real del cordón menos los cráteres del principio y final de la soldadura, donde se encuentran picaduras producidas por el corte del arco en los extremos. Éstos cráteres se consideran con una longitud igual a la garganta, que viene determinada por la altura del máximo triángulo isósceles que se puede inscribir en la sección transversal de la soldadura con los lados iguales contenidos en las caras de las dos piezas q se unen. La garganta de las soldaduras de ángulo se pueden medir, si son cóncavas, mediante el calibre de la figura que se adjunta, debiendo cumplir el espesor de la garganta con la norma que a <0.7 e, siendo e el espesor mínimo de las dos piezas a unir.


Defectos superficiales de las soldaduras

CALIDAD CLASE DE UNIÓN 1. Soldadura perfecta 2. Soldadura buena 3. Soldadura regular 4. Soldadura mala 5. Soldadura muy mala Esta calificación viene determinada por los defectos de las soldaduras: 

Soldadura perfecta: es la soldadura homogénea o soldadura con algunas inclusiones gaseosas muy pequeñas -soldadura buena: es la soldadura con débiles desviaciones de la homogeneidad, debido a: inclusiones gaseosas,


inclusiones de escoria, mordedura de bordes, falta de penetración, falta de fusión. 

Soldadura regular: con marcadas desviaciones de la homogeneidad.



Soldadura mala: con gran desviación de la homogeneidad.



soldadura muy mala: con gran desviación de la homogeneidad en la que se pueden encontrar grietas.

2.2. Ensayos Algunos de los ensayos que se pueden realizar para descubrir los defectos en las soldaduras son: -Liquidos penetrantes: Ensayo no destructivo de fácil empleo, siendo los líquidos detectores de diversa composición. -defectos detectables: -Grietas superficiales -Fisuras superficiales (con fluorescentes) -Poros -Soldaduras a las que puede aplicarse: -En ángulo de platabandas -En base de soportes -En casquillos de apoyo -En cartelas de cerchas y vigas de celosía -En rigidizadores -En uniones a tope donde las grietas de poca profundidad no se detectancon rayos X -Partículas magnéticas: Ensayo no destructivo mediante las líneas de fuerza e la energía magnética sobre limaduras de hierro. Detecta los mismos defectos que los líquidos penetrantes utilizándose como alternativa de ellos. -Ultrasonidos: Este ensayo requiere de un aparato emisor de ultrasonidos con dos palpadores: emisor y recetor. El receptor registra las ondas que no se han perdido


por reflexión o absorción de los defectos o cuerpos extraños que detecta. -Defectos que aprecia: son los mismos detectados con los rayos X y además aprecia las faltas de fusión de los flancos del chaflán. -Rayos X: Ensayo no destructivo basado en la propiedad de penetración de los rayos X que permiten la impresión de una placa fotográfica situada al otro lado de la soldadura y manifiesta la mayor o menos absorción de los rayos por el material atravesado. Este control es actualmente el mejor que se dispone para juzgar la calidad de una soldadura, pero su costo restringe su uso al mínimo necesario. -Defectos detectables: -Grietas -Inclusiones no metálicas -Faltas de fusión -Porosidad -Falta de penetración -Proyecciones -Mordeduras -Soldaduras a las que puede aplicarse: -A las uniones en prolongación para espesores no mayores de 40mm -Rayos gamma: Análogos a los rayos X pero de radiación mas penetrante, se utilizan para espesores mayores. Según éstos ensayos podemos definir los defectos dados en las soldaduras, así por ejemplo: -En soldaduras con poros superficiales y picaduras, la detección además de visual puede realizarse con líquidos penetrantes. -Poros internos o cavidades internas con gas, se pueden detectar con ensayos de ultrasonidos y rayos X, que nos daría una sombra netamente definida con contornos redondeados -Grietas de contracción: Detección por ultrasonidos, y rayos X, con una línea fina y oscura, intermitente o bifurcada.


-Defectos de fusión de bordes: Detección por ultrasonidos, y rayos X con línea oscura y fina -Falta de penetración interna: Falta de metal de aportación. Detección por ultrasonidos y rayos X, con líneas oscuras continuas o intermitentes en la imagen -Desbordamiento: La detección es visual. Defecto que afea al aspecto e impide medir el espesor efectivo de la garganta. Los controles que se recomiendan hacer a nivel normal en las soldaduras son: - los controles visuales y de dimensionado geométrico de soldaduras en el 5% de las soldaduras de fuerza - Controles radiográficos y por ultrasonidos o líquidos penetrantes en el 2% de las uniones de los nudos.

REPARACION

Provisional La estabilización provisional es conveniente al intervenir en forjados con estructuras de este tipo, considerando sopandar las viguetas. Esto tiene como finalidad evitar que éstas tengan que absorber todas las cargas permanentes, lo cual se puede evitar con dos apoyos intermedios a los tercios de la luz de cada vigueta. Evidentemente, no debemos descuidar el efecto que estas sopandas pueden tener sobre el forjado en que se apoyen.

Definitiva Siempre es importante realizar un recálculo de las condiciones en que se encuentra la estructura. En caso de que pueda soportar con seguridad los esfuerzos a los que está sometida, es conveniente desechar cualquier tipo de actuación, pues hacer una reparación innecesaria acortaría aún más la vida útil del edificio. En todo caso, las deficiencias observadas deben reparase para evitar que los procesos de degradación se agraven, así como impedir forzar la estructura más de lo admisible. En algunos casos el estado de la estructura no puede


garantizarnos estas condiciones, de modo que sería conveniente construir otra estructura nueva que libere a la anterior de su función resistente


CONCLUSIÓN El hormigón o concreto es un material conglomerante que según la dosificación de sus agregados presentará una característica determinante y uso en cada tipo de estructura. La calidad de este elemento viene dada por la dosificación de sus agregados, granulometría de los áridos, fabricación, transporte, puesta en obra y el proceso de curado. Este hormigón armado se utiliza por su monolitismo, dando lugar a enlaces hiperestáticos que ofrecen seguridad ante sismos y otros movimientos telúricos. Cabe destacar, que su facilidad de adoptar diversas formas permite la realización de distintos tipos de estructuras. Las estructuras de hormigón son víctimas de agentes que alteran su estado y pueden provocar lesiones que afecten sus características y resistencia para las cuales fueron realizadas. Las agresiones pueden ser biológicas, químicas, físicas y mecánicas. Estas agresiones se pueden diagnosticar mediante un proceso de inspección y control en las estructuras que permitirán medir su seguridad con respecto a la capacidad de carga y su durabilidad frente a las acciones ambientales contra las cuales se vea sometida. Para realizar los reconocimientos en las estructuras se pueden utilizar: fisurómetros, parchómetros, ultrasonidos, esclerómetros, pistola de Windsor y corrosímetros. Las fisuras son las lesiones más resaltantes en las estructuras de concreto, que son las roturas que se producen en la masa de hormigón cuando la tensión a la que está sometida es mayor que su resistencia última. Se debe conocer la causa mediante estudios para así proceder a su pronta reparación.


La corrosión del hormigón por agentes químicos suele ser la que mayores daños ocasiona en las estructuras, ya que la durabilidad del hormigón se mide con la velocidad en que el mismo se descompone por acciones químicas. Así como el hormigón es usado en las edificaciones, también se pueden nombrar a las estructuras metálicas, que a pesar de su reciente implantación apoyada por una fuerte tecnología y sus ventajas en las construcciones (alto grado de tenacidad y ligereza) también son susceptibles a sufrir fuertes lesiones, debido a su debilidad ante los agentes químicos que pueden poner en peligro a su integridad constructiva y a la seguridad de la edificación. Los elementos constructivos más representativos de las estructuras metálicas son: los perfiles, las viguetas, soportes, formas trianguladas y tirantes. Sin embargo, aunque estas estructuras presentan menos problemas que algunos sistemas constructivos, sus fallos presentan consecuencias bastante catastróficas. Sus problemas más comunes son: la necesidad de protección superficial, la derfomabilidad y dilatación térmica, ejecución de nudos y encuentros y corrosión. Sin embargo, la ventaja principal de las estructuras metálicas es que las reparaciones, excepto en casos extremos, suele ser sencillas (a diferencia de las estructuras de hormigón) mediante la incorporación de nuevas chapas o perfiles atornillados, soldados a los dañados, previa verificación de la compatibilidad de aceros y recubrimientos de los electrodos. Una edificación siempre estará sometida a agresiones por el medio ambiente y por la velocidad de descomposición química de sus elementos, por lo tanto siempre se debe contar con un proceso de inspección y control que permita detectar las fallas a tiempo, para así controlar los niveles de seguridad y durabilidad de las estructuras.


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Tesis materiales (Completa)

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